[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。 A<5`[<x$  
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1. 建模任务 1 "7#|=1/  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 O)JUY*&I5  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 *>p(]_s,  
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2. 建模任务：正弦光栅 .^IhH|U  
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x-z方向(截面视图) 4 6lEJ  
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光栅参数： <bZm  
 周期：0.908um x0h3jw+6  
 高度：1.15um wy- C~b'Qd  
(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) u<shhb-  
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3. 建模任务 
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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。 7$'mC9  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 */^2RZg|W  
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4. 光滑结构的分析 MR_bq_)  
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L0mnU)Q}C  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Fv)
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 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% %L13Jsw  
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5. 增加一个粗糙表面 t0J5v;  
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yLz,V}  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 K>cz63}S  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 x:?a;muf  
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MFH"$t+  
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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)。 GX@W"y  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Y <Znv%M  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 crNjI`%tw  
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6. 对衍射级次效率的影响 zd9]qo  
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粗糙度参数： r6n5Jz  
 最小特征尺寸：20nm ?cO8'4 bq  
 总的调制高度：200nm IypWVr  
 高度轮廓 ~n/Aq*  
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F:;!)H*  
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 效率 CzSZ>E$%U  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 B`*f(  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm MyH[vE^b  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ut$,?k!M  
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 效率 ;P;"F21^>  
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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。 fVDDYo2\  
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粗糙度参数： ym|NT0_0  
 最小特征尺寸：40nm PFS;/   
 总调制高度：200nm 1yBt/
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 高度轮廓 <&5m N  
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 效率 3`A>j"  
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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。 wjTNO0hj  
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VEj$^bpp5s  
粗糙度参数： ?;|@T ty%  
 最小特征尺寸：40nm +Edzjf~Tt  
 全高度调制：400nm :n'yQ#[rn  
 高度轮廓 yiVG ]s  
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 效率 {p`mfEE(  
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}zFf0.82  
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J I<3\=:+  
 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。 ,~4H{{<j  
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7. 总结 Y1{B c<tC  
 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)。 ^GMJ~
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 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 |3}5:k  
 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。 <B6[i*&  
 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。 01udlW.  
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