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。 O}`01A!u;   w2,T.3DT   1. 建模任务 6P~"7k   [!q&r(-K   #,PAM.rH   h@~X*yLKh    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 FezW/+D    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 O1ha'@qID   2. 建模任务：正弦光栅 '; dW'Uwc   =c.q]/M   x-z方向(截面视图) Wu4Nq+   ]p*) PpIl   t? A4xk   _]S6>   光栅参数： 0oJ^a^|    周期：0.908um Fp6Y Y    高度：1.15um X@:fW @   (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) Vtg/,1KQ   bGi_", 8   3. 建模任务 5p|@)   /C:'qhY,   3.0c/v5Go   D+)=bPMe   i-FUAR    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 kZM(pG   yKB[HpU-    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。 /kA19E4   U>+~.|'V9   7L+X\oaB   a!:8`X~[/$   4. 光滑结构的分析 Doh|G:P]#   f>5RAg   3N"&P@/0x   "k<:a2R    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% |3,V%>z   6XAr8mw9   P082.:q"   xNm3 2~   5. 增加一个粗糙表面 j?f <hQ   0#[f2X62B   .G_3blE;    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ow_y    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。 uK:-g,;   0Mu8ZVI{   S8OVG4-   ?a>7=)%AH   v7(|K   PS(j)I3    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 yJ8}*Gj&    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 vNt>ESPB    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 /HuYduGdP   }#G"!/ZA0:   -+rF]|Wi   R-Q1YHUQM   6. 对衍射级次效率的影响 5g1M_8e'+   O_Rcd&<mr   0BCGJFZ{   粗糙度参数： B^_Chj*m    最小特征尺寸：20nm 8R AeJ~e    总的调制高度：200nm H@MFj>~    高度轮廓 cN WcNMm   N4H+_g|   MpA;cw]cI/   cvUut^CdK   'K3s4x($    效率 I\upnEKKzZ   \`/E !ub    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 7p.h{F'A   "P'&+dH8   %x6Ov\s2    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm %md^S |    总调制高度：400nm 高度轮廓 ZjZhz`   'dc+M9u)_q   hOB\n!   PiQkJ[    效率 bqrJP3   R6Zj=l[    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。 A!{.|x[S44   +l W}ixt   ZSXRzH~0   粗糙度参数： ;4G\]%c)E{    最小特征尺寸：40nm 3kiE3*H    总调制高度：200nm l+2cj?X    高度轮廓 icPp8EwH   eOehgU5x   fJWxJSdi   ;tp]^iB#    效率 y|6@-:B.   [v0ri<sm   1BMB?I   PZuq'^p    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 wb6L?t   @VC .>   ,\lYPx\P[   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm hza> jR    全高度调制：400nm 高度轮廓 KQ4kZN   ] 3t1=+   v7;J%9=0D`    效率 Fm<jg}>MAd   s:+HRJD|    [eNkU">}   nn @^K6   )sW6iR&_i    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。 M3Khc#5S(   b0@>xT   7. 总结 k0|`y U    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)。 7fju    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 AH2_#\    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。 x&C%4Y_]    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。 0R HS]cN

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