[技术]受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

该案例介绍了一个正弦光栅的仿真，该光栅表面具有随机变化的粗糙度结构。此外，分析了对衍射级次的影响，特别是衍射效率。 {QG6ld
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1. 建模任务 5vD\?,f E  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 hwk] ;6[  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 _fgsHx>l7  
jSBz),.XU}  
2. 建模任务：正弦光栅 s8A"x`5(  
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x-z方向(截面视图) w8S pt  
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光栅参数： y)LX?d  
 周期：0.908um #/I+[|=[O  
 高度：1.15um JkR%o #>5  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) VO1  
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3. 建模任务 ox<6qW  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 3,Z;J5VL4!  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 8S#&XS>o  
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4. 光滑结构的分析 o S{hv:
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 N:'GNMu  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% j+fF$6po#t  
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5. 增加一个粗糙表面 e|SNb*_  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 qoT&N,/  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 f"\klfrRI_  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 "IpbR  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 p4\s
KF8-  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 *\+oe+3  

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6. 对衍射级次效率的影响 8t< X  
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粗糙度参数： qb=%W  
 最小特征尺寸：20nm @b2?BSdUp  
 总的调制高度：200nm SH"<f_  
 高度轮廓 KDf#e3  
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 效率 3DCR n :  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 0.PG]K6  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ,\\=f#c=  
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 效率 7^@ 1cA=S  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 2w~Vb0  
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粗糙度参数： [P6A$HC<  
 最小特征尺寸：40nm 5yJ~ q  
 总调制高度：200nm I@Yk &aU  
 高度轮廓 *Br }U  
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 效率 .W9 *-  
1 K^-tms  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ,s}7KE  
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粗糙度参数： @C('kUX~!  
 最小特征尺寸：40nm z0YL,  
 全高度调制：400nm :.{d,)G  
 高度轮廓 1xsJz^%V  
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 效率 |1<B(iB'{/  
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 6aAN8wO;b  
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7. 总结 )5x$J01S  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 Un+- T  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 }\A0g}  
 光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 _?$')P|  
 利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 D-m%eP.  
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