受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析

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。 B7y^)/   j'2:z#   1. 建模任务 E8`AU<   @4ccZ&`   [ST,/<?0   gwAZ2w    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 L/39<&W    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 l-~ o&n   2. 建模任务：正弦光栅 9'{i |xG   Ub"6OT1tl   x-z方向(截面视图) 54^2=bp   _e9S"``   {&I3qk2(   ?'jRUfl    光栅参数： t>Ot)d    周期：0.908um 3-%F)@n    高度：1.15um 1(nK|   (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) n[`KhRN   @pn<x"F 5'   3. 建模任务 O{Y_j&1   W "}Cfv   i& phko}   UpoTXAD}k   SI~MTUqt    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。 /,`40^U}   k%-S7iQ    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#QRSXc\   aN,.pLe;   `;\<Fr   [\|p~Qb)s   4. 光滑结构的分析 RY\[[eG   \ld{Z;e   7c7:B2Lq   ~V:@4P    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 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% +kdZfv>   fMSB   '4x uH3   tXu_o6]   5. 增加一个粗糙表面 9yA? 82)E   +. ` I   q n2X._`    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 <lxE^M    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。 ~,: FZ1wh   x*}*0).   _+?v'#   3ug-cq   CKau\N7T   x,~ys4    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 YlP8fxS    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 IBY(wx[5S    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 k#Bq8d   2TxHY|4   <dAD-2O+   n\x@~ SzrX   6. 对衍射级次效率的影响 yo=0Ov   CPj8`kl   p~!UE/V   粗糙度参数： FLE2]cL-    最小特征尺寸：20nm q8_8rp-@    总的调制高度：200nm )?zlhsu}1;    高度轮廓 (tLAJ_v!.K   @9X+ BdQU   /ivA[LSS   4{Q{>S*h   8U$(9X    效率 D+u#!t[q   B{^ojV;]m    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ET[vJnReC   ^jiYcg@_[   ]?$eBbt    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm R3`h$`G    总调制高度：400nm 高度轮廓 l)^sE)   9BA*e-[   1m5=N u   c%bGVRhE    效率 GqT0SP   #XaTUT    由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 MS~|F^g   <PayP3E   [|)Eyd[G   粗糙度参数： 6L)]nE0^    最小特征尺寸：40nm F^mMyK    总调制高度：200nm E Pgn2[z    高度轮廓 r-,P   AdWLab;   qyx  '   (i"@{[IP    效率 !4blX'<w   e7cqm*Qi   bhqs%B!:   o_K. +^$    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 Bn5O;I13   F*bmV>Qq   Uo7V)I;o   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm n> >!dg Og    全高度调制：400nm 高度轮廓 @/w($w"   QS*!3?%   aUBGp: (    效率 r@XH=[:   DAPbFY9   _^;;vR%    k$u/6lw]IB   C]xKdPQj%    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。 ,hV}wK!   S\F;b{S1   7. 总结 NFEF{|}BM    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)。 ^F*G    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 4Hk eXS.    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。 #})OnM^],    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。 SR4cR)Iz

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