[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。 f<G:}I  
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1. 建模任务 %O3 r>o=  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 WD5ulm?91|  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 :S |)  
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2. 建模任务：正弦光栅 {pNf&'  
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x-z方向(截面视图) rhe;j//`  
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光栅参数： G|Y9F|.!  
 周期：0.908um UZ+FV;<  
 高度：1.15um I|?Z.!I|  
(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) ,*@6NK,.  
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3. 建模任务 ?#917M  
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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。 H A(e  
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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。 ?pv}~>  
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4. 光滑结构的分析 (9J,Qs[;  
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-3<5,Q{G+  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 }]H_|V*f  
 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% |0mVK
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5. 增加一个粗糙表面 pcw^W  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 r^k:$wJbRK  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 wKCHG/W  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 hb"t8_--c  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 )BY\c7SG  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 V
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6. 对衍射级次效率的影响 lV-7bZ  
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粗糙度参数： 9psX"*s  
 最小特征尺寸：20nm Dm6}$v'0  
 总的调制高度：200nm Cd#>,,\z  
 高度轮廓 '@M  
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 效率 9/MUzt  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ]S
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm dx@#6Fhy  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 rO/mK$  
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 效率 UcDJ%vI  
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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。 uRKCvsisX  
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粗糙度参数： 0i9y-32-  
 最小特征尺寸：40nm N7*JL2Rnq  
 总调制高度：200nm ~!'%m(g  
 高度轮廓 abUn{X+f~  

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Gu<3*@Ng  
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 效率 \0Zm
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MwL' H<  
t(CdoE,6  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 '!Vn  
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粗糙度参数： !'B.ad  
 最小特征尺寸：40nm :KZI+  
 全高度调制：400nm t/_w}  
 高度轮廓 \CB{Ut+s  
&Hc8u,|  
5SK{^hw  
 效率 ji`N1e,l  
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{.z2n>1J{T  
=lS~2C  
 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。 #18H Z4N  
9">}@1k  
7. 总结 [Ym?"YwVX  
 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)。 UMo=bs  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 zrE ~%YR  
 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。 <[?oP[ j  
 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。 ,y3o ,gl  
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