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。 2FR5RG oD
c;88Wb<|W
1. 建模任务 C9eisUM
,Eo\(j2F.
FDuIm,NI
"lL/OmG
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 yn.[-
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 2fP;>0?
2. 建模任务：正弦光栅 }+K=>.
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x-z方向(截面视图) 7hT@,|(j
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x::d}PP7
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光栅参数： v(P <_}G
 周期：0.908um \Npvm49
 高度：1.15um TwKi_nh2m
(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) z<8VJZd
N\Ab0mDOV.
3. 建模任务 Op hD_^
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P[r$KGz
 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。 aTs9lr:
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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。 x\YVB',h
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4. 光滑结构的分析 cvYKZB
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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% =FfR?6 ~
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5. 增加一个粗糙表面 @2TfW]6
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ,Bj]j -\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。 =nlj|S ~3
,q$2D,dz
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V@K^9R,|
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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)。 SKGnx
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 #hXuGBZEI
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 M{p9b E[j
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6. 对衍射级次效率的影响 Pd~z%VoO
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粗糙度参数： u(JuU/U
 最小特征尺寸：20nm |C>\ku*
 总的调制高度：200nm 2hTsjJ!'
 高度轮廓 wd1>L) T
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 效率 {_ZbPPh;M"
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 7>-99o^W
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm m*v@L4t(1
 总调制高度：400nm 高度轮廓 2SKtdiY
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 效率 [ * !0DW`
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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。 Zm#,Ike?#
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粗糙度参数： EpENhC0
 最小特征尺寸：40nm z0T6a15f!P
 总调制高度：200nm s*vtCdrE.
 高度轮廓 ryTtGx%a
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,Uy~O(Ft
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 效率 6>h"Lsww
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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。 xP 3>8Y
^L'<%_#.
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm ##U/Wa3
 全高度调制：400nm 高度轮廓 1c`Yn:H^
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 效率 Ljk0K3Q6>
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B:)vPO+ d
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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:Ddz?l"
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7. 总结 UDb
 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)。 Ev&aD
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 qwo{34
 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。 (-{.T
 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。 Qa1G0qMEIF
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