[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。 <$%Y#I'zX  
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1. 建模任务 2yV{y#\  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 \U?{m)N  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 <h~_7Dn  
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2. 建模任务：正弦光栅 }& 01=nY  
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x-z方向(截面视图) jE$]Z(Ab  
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光栅参数： <-|g>  
 周期：0.908um L;'v,s  
 高度：1.15um gjy:o5{vA*  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) }}v28"\TA  
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3. 建模任务 c6HH%|  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ;<v9i#K5  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 cK2Us+h  
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4. 光滑结构的分析 YRP$tz+ _  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 B ? D|B  
 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% _6'HBE  
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5. 增加一个粗糙表面 GwZ(3  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 (B;rjpK  
 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。 
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)3~):+  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 W%cJ#R[o  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 <f`G@  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 giz#(61j^  
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6. 对衍射级次效率的影响 /0qLMlL$  
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粗糙度参数： 
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 最小特征尺寸：20nm o@KK/f  
 总的调制高度：200nm 5m&Zq_Qe  
 高度轮廓 "i;c)ZP  
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r.b!3CoQ  
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 效率 qA6;Q$  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 aM|^t:  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm u:f.g?!`"  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Wc+)EX~KS  
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 效率 %nfaU~IqK  
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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。 P[E5e+A)  
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粗糙度参数： AsW!GdIN  
 最小特征尺寸：40nm tmJ-2   
 总调制高度：200nm (/r l\I  
 高度轮廓 &6`h%;a/&  
IE|$mUabm  
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 效率 k_hV.CV  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 [Grd?mc#  
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粗糙度参数： Xv%1W? >@/  
 最小特征尺寸：40nm {m)$b  
 全高度调制：400nm $6evK~  
 高度轮廓 }9GD'N?4  
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2  
 效率 VM1`:1Z:$  
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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。 J.r^"K\  
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7. 总结 :4f>S)m  
 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)。 9BJP|L%q  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Be=J*D!E=>  
 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。 O#,Uz2  
 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。 `*J;4Ju@  
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