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。 >|0yH9af
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1. 建模任务 W3UK[_qK
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 (m;P,*
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 i?=3RdP/R1
2. 建模任务：正弦光栅 };oRx)
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x-z方向(截面视图) O#O~A|
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光栅参数： 8g>jz 8
 周期：0.908um _Fl]zs<
 高度：1.15um -D:J$d 6R<
(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) RB/[(4
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3. 建模任务 4L!{U@'
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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。 tHoFnPd\|
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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。 Rp`}"x9
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4. 光滑结构的分析 YY7:WQS
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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% GQF7]j/
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5. 增加一个粗糙表面 $Fr2oSTT)
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 U7PA%
 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。 _"WQi}Mm
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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)。 ' J-(v
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 k(^zhET
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 |d%Dw^
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6. 对衍射级次效率的影响 4uNcp0
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粗糙度参数： }Bc6:a
 最小特征尺寸：20nm Rb9Z{Clq>
 总的调制高度：200nm Q;aZpi-E"
 高度轮廓 .7)A8R7Wt
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 效率 Nju7!yVM_
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Hfc^<q4a.
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm " g_\W
 总调制高度：400nm 高度轮廓 "\>3mVOb
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 效率 5X`.2q=d
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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。 .qVdo+M%F
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粗糙度参数： R#T6Ii
 最小特征尺寸：40nm <4O=[Q5S
 总调制高度：200nm (>8fcQUBb
 高度轮廓 -Z;:_"&9
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 效率 #); 6+v
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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。 :ZzG5[o3
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm NKB!_R+
 全高度调制：400nm 高度轮廓 I+<`}
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 效率 Awr]@%I
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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。 'rF TtT
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7. 总结 A5/h*`Q\\
 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)。 -!}1{
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 X:e'@]Z)?
 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。 !PQRlgcG
 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。 $"UAJ-
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