[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。 Ont%eC\  
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1. 建模任务 O!P H&;H  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 jFA
SX2.p  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 {4G%:09~J  
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2. 建模任务：正弦光栅 :+qF8t[L  
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x-z方向(截面视图) eO?p*"p"F  
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光栅参数： _CmOd-y  
 周期：0.908um [<%H>S1  
 高度：1.15um 9;r)#3Q[^  
(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) ~R22?g.  
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3. 建模任务 A/u)# ^\  
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Nd$W0YN:  
 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。 TygW0b 1  

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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。 g;2?F[8Th  
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4. 光滑结构的分析 l038%U~U!  
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8,C*4y~  
k< y>)  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 iV&6nh(  
 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% %p2Sh)@M  
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5. 增加一个粗糙表面 -Z 4e.ay5  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 gj*+\3KO@a  
 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。 l)Crc-:}4j  
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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)。  %-c*C$  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 PE5R7)~A  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 u*Pibgd<  
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6. 对衍射级次效率的影响 7f0lQ  
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粗糙度参数： k'Sp.  
 最小特征尺寸：20nm ^eo|P~w g  
 总的调制高度：200nm ^(f"v e#7v  
 高度轮廓 (Iaf?J5{  
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 效率 +yk24 `>  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 {L/tst#C  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm G(p`1~xm  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 E5I"%9X0H  
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 效率 H!5\v
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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。 Xq_5Qv  
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粗糙度参数： "4riSxEyF  
 最小特征尺寸：40nm bN]+_ mF  
 总调制高度：200nm C8Qa$._  
 高度轮廓 $$Oey)*  
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 效率 lij.N)E  
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Ta(Y:*Ri  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 jL%x7?*U0  
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L3|k  
粗糙度参数： rH_\d?b  
 最小特征尺寸：40nm (tIo:j  
 全高度调制：400nm 
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 高度轮廓 qf!p 9@4F[  
p"n$!ilbm  
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 效率 $Tu61zq  
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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。 ]s'Q_wh_-v  
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7. 总结 F Sw\_[^CQ  
 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)。 piPR=B+  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 B8f8w)m  
 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。 \fG#7_wt  
 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。 #$18*?tLv|  
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