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。 l_,6<wWp
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1. 建模任务 \gv-2.,
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 1&Ma`M('
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 uzLm TmM+
2. 建模任务：正弦光栅 q6x}\$mL
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x-z方向(截面视图) > kwhZ/x
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光栅参数： >)mF'w
 周期：0.908um c;=St1eoz
 高度：1.15um VW^q|B yB
(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) 8v)HTD/C
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3. 建模任务 QD1&"T<.d.
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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。 T>&dPVmG,
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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。 U8%IpI;
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4. 光滑结构的分析 Cn.dv-
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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% w2U]RI\?2
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5. 增加一个粗糙表面 PC%_^BDW
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 7'`nTF-@v
 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。 77 ?TRC
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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)。 9AD0|,g
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 HS1{4/
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 q"-Vh,8h
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6. 对衍射级次效率的影响 V7+/|P_
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粗糙度参数： YT@H^=
 最小特征尺寸：20nm C{6m?6
 总的调制高度：200nm gX* &RsF
 高度轮廓 W5&KmA
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 效率 WkoYkkuzj
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 t"6u
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm u5,vchZ
 总调制高度：400nm 高度轮廓 vE~<R
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 效率 1ay{uU!EL
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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。 Fk?KR
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粗糙度参数： qmnW
 最小特征尺寸：40nm P{8<U8E
 总调制高度：200nm McvLU+
 高度轮廓 &hzr(v~;
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*(VwD)*
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 效率 QRER[8]r$
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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。 q4u-mM7#7
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm ?/KkN3Y_j[
 全高度调制：400nm 高度轮廓 4Y@q.QP
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 效率 }z2K"eGt
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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。 5OC3:%g
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7. 总结 a3BlydSlf
 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)。 0"`|f0}c
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 `I5So-^&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。 ;3sJ7%`v
 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。 L$f:D2Ei
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