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。 "PDSqYA
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1. 建模任务 1Hk<_no5
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 u{E^<fW]
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 tUAY]BJ*s
2. 建模任务：正弦光栅 [ ;3EzZL
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x-z方向(截面视图) G7kFo6Cb
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光栅参数： I}g|n0o
 周期：0.908um "|l oSf@
 高度：1.15um \A~I>x
(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) BB73'W8y
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3. 建模任务 ~_l:b
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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。 EJ &ZZg
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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。 a\.OL}"
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4. 光滑结构的分析 ~BYEeUo;%v
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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% @1qUC"Mg
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5. 增加一个粗糙表面 <812V8<!
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ~zOU/8n ,F
 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。 TXk"[>,:H
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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)。 +WEO]q?K
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 8#JyK+NU
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Pc:'>,3!V3
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6. 对衍射级次效率的影响 ;>hPHx
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粗糙度参数： PL B=%[
 最小特征尺寸：20nm nv|y@!(
 总的调制高度：200nm UtW3KvJ#=
 高度轮廓 #(}_2x5
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 效率 Wv'B[;[)
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 I Y-5/
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Gqu0M`+7
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ON=ley
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 效率 /|^^v DL
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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。 |vE#unA
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粗糙度参数： vx,6::%]
 最小特征尺寸：40nm M#IR=|P]
 总调制高度：200nm ~0t'+.
 高度轮廓 NWcF9z%@
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 效率 pfIvBU?
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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。 B9 {DO
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm *gKr1}M
 全高度调制：400nm 高度轮廓 .5zJ bZ9
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 效率 U%olH >1K
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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。 u-<s@^YG
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7. 总结 r-uIFhV^
 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)。 mI18A#[ 3
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 a+Nd%hoe
 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。 [!$>:_Vq/
 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。 UJ&,9}L8
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