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。 ^o3,YH
U>PZ3
1. 建模任务 bTD?uX!^@
zgAU5cw
dVb6u
一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }93kHO{
对于该仿真，采用傅里叶模态法。 *9j'@2!M
=p@` bx
2. 建模任务：正弦光栅 jaoZ}}V_$
L"bJ#0m
x-z方向(截面视图) XG/xMz~
h]oUY.Pf
q| D5
A|)
光栅参数： /L^g. ~
周期：0.908um '3l TI
高度：1.15um ,cl bD4
(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) zq} ;{~u(
Q VTL}AT2:
3. 建模任务 _N`.1Dl%Q
^@^8iZ
T3{O+aRt
U?0|2hR~
sq'm)g
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。 MRLiiIrq,5
cI2Ps3~"Q
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。 +KTfGwKt
*$eH3nn6g
<Q|\mUS6
/z-rBfdy^
4. 光滑结构的分析 j[r}!;O
d1D
f`
9mi@PW}1
GeR#B;{
计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 c]9g f\WW
对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% N1'`^a y$
!P A:#]J
Jh\KVmfXN
!K-1tp$
5. 增加一个粗糙表面 #p(gB)o:l
{lds?AuK
Orq/38:4G
VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 _5p$ #U`
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。 WzzA:X
TUp\,T^2
|=}+%>y_
]K(a32V CH
:xsZz$
lO-DXbgql$
该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 N'2?Z b
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 M}|(:o3Yo
第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 #z(:n5$F
1TZ[i
m^ xTV-#l@
wiN0|h>,
6. 对衍射级次效率的影响 lD0p=`.
|P5dv>tb
F
e1Db
+ QBV
粗糙度参数： a OmG, +o
最小特征尺寸：20nm JT
7WZc)
总的调制高度：200nm 0!\gK <,z
高度轮廓 0C<\m\|~k
_`?0w#> 0
ko} & X=
Z 8w\[AF{$
q2%cLbI
F
效率 5Hb HJ.|r
Vl^x_gs#_]
粗糙表面对效率仅有微弱的影响 uc,>VzdB
?T/4
=
,k J'_mq
粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm B!&5*f} *
总调制高度：400nm 高度轮廓 I=L[ "]
]xv A2!) Q
g (&cq
R2) @Q
效率 goR_\b
SU
T, #-: }
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。 :j] 6vp 6
<Y)14w%
粗糙度参数： 5X0ex.
最小特征尺寸：40nm nYtkTP!J6
总调制高度：200nm phDIUhL$z
高度轮廓 b()8l'x_|K
J^"_H:1 [
|)7K(R)(=
EP38Ho =[
效率 KF7w{A){
H
r:*p6
A ON
|b\?
}d5]N
更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 qK'mF#n0#
j"jssbu}
v J0v6\
粗糙度参数： 0j$=K A
最小特征尺寸：40nm nDn+lWA=g
全高度调制：400nm ytj} );,>
高度轮廓 2[B bdg[O
2]fTDKh
72| g zm
效率 0/~p1SSun
)nHMXZ>Td
7b1
yF,N
w (HV C
Ow- ejo
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。 Yh]a 4l0
g;Fd m5Q
7. 总结 6`9QGi,)
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)。 U,b80%k:
对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 m& A bH&;
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。 jpi,BVTI-X
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。 I 6WHC*
. x$V~t
