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。 *6'_5~G
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1. 建模任务 aK-N}T
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 > d^r">!,
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 %bN"bxv^
2. 建模任务：正弦光栅 |O2|`"7
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x-z方向(截面视图) %uF:)
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光栅参数： qgh]@JJh
 周期：0.908um @i;LZa
 高度：1.15um p{w}
(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) ud5x$`
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3. 建模任务 (Jm(}X]sh[
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Q^\{Zg)p
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 A7mMgb_
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4. 光滑结构的分析 }kpfJLjY
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% `1}HWLBX.
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5. 增加一个粗糙表面 RRK^~JQI.2
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 2X qPZ]2g
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 ;2+FgOj
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 v)X[gt tf
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 T9&,v<f
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 ~GsH8yA_P
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6. 对衍射级次效率的影响 "H/2r]?GT
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粗糙度参数： rF <iWM=
 最小特征尺寸：20nm ^H@!)+ =
 总的调制高度：200nm 7zz(#
 高度轮廓 %FXIlH5
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 效率 %BT)oH}
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Cv?<}q
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm J%O[@jX1
 总调制高度：400nm 高度轮廓 .$}Z:,aB
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 效率 &j wnM
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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。 Y`[HjS,
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粗糙度参数： ZQJw2LAgO
 最小特征尺寸：40nm <W^XSk
 总调制高度：200nm Sf.8Ibw
 高度轮廓 7!` C TE
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 效率 )=SYJ-ta<
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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。 w$<fSe7
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm KWZNu&)
 全高度调制：400nm 高度轮廓 J?HZ,7X:
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 效率 )MX1776kU
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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。 O<H@:W#k
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7. 总结 ~]t2?SqNm
 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)。 (w7cdqe
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 q_m#BE;t
 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。 uBL~AC3>O
 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。 OHa{!SaL
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