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。 $mKExW   ;}f {o^]'   1. 建模任务 /KC^x=Xv:   Mx6 yk,   klAlS%   qonStIP    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 o:ow"cOEf    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 FIfLDT+Wh   2. 建模任务：正弦光栅 D:j5/ *   V6d,}Z+"z'   x-z方向(截面视图) /~WBqcl   --"5yGOL   PR!0=E*}   9v;[T%%   光栅参数： G$'UK    周期：0.908um G7`m K}J7    高度：1.15um l$j~p=S$F   (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) Tf!6N<dRXR   @8m%*pBg   3. 建模任务 .YvIVQ   ewn\'RLZ"@   ~"\v(\Pe   @|"K"j#   LqI&1$#    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 U &   ji4bz#/B0    利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 9pj6`5Zn@6   <>$CYTb   ?o6#i3k#'   Hp ;$fQ   4. 光滑结构的分析 ~ehN%-   ( 1   ztHx) !   |BhL.    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% QX}J Q<8   qhTVsZ:{C   R#y"SxD()   s{7bu|0   5. 增加一个粗糙表面 Iy;"ht6   tN)t`1_j   #b) `as?!1    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ~&<vAgy,    因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 t OJyj49^a   u.n'dF-   +3XaAk   -CF  y    60ciI,_`   H{i|? a)    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 fyT|xI`iD    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 -e0[$v    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 >L "+8N6   ]LxE#R5V   T+RC#&>   *]R5bj.!o   6. 对衍射级次效率的影响 noz1W ]   w8$> 2   ! N!pvK;   粗糙度参数： 8b-mW>xsA    最小特征尺寸：20nm Qa:[iF    总的调制高度：200nm -O1$jBQS    高度轮廓 :r "GZ   e9/Mjq\   w?8\9\ ;?   Sa@'?ApH   +`1~ zcu    效率 tEo-Mj5:   R:Ih#2R    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 #rr!A pJ   YjL'GmL<   ,G="wI    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm h*1T3U$    总调制高度：400nm 高度轮廓 W)T'?b'.   2cIbX   YXqYIG.G   (@!K tW    效率 ;34p [RT   /|H9Gm    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。 [~\]<;;\   yw7 (!1j=   kc=Z6(=   粗糙度参数： ~G=E Q]a     最小特征尺寸：40nm %-K5sIz    总调制高度：200nm 0&Ftx%6%    高度轮廓 #6D>e~>n   (jyufHm   .GNyADQp   J}8p}8eF,    效率  -K8F$\W   2T(+VeM Q=   |nLq4.   f.aa@>    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 T=sAy/1oR   Pn.DeoHme   j[w=pF,o   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm 0QfDgDX    全高度调制：400nm 高度轮廓 H%rNQxA2 +   52#6uBe   8qw{e`c    效率 1t^9.!$@y   ErJ@$&7   =0PGE#d{t   cbm;45 L|   ao.vB']T    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。 ZADMtsk   TKAs@X,t   7. 总结 OUGkam0UK    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)。 z9OpxW@Ou    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 eu_ZsseZ    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。 GGcODjY>    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。 CP%^)LX *

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