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。 VyWzb
.f`KP!p.
1. 建模任务 |CPyCM$
04:QEC"9mj
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 .:=5|0m
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 )B"E+Q'h{7
2. 建模任务：正弦光栅 XRi37|p
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x-z方向(截面视图) ,3Nna:~f
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光栅参数： 3\K;y>NK
 周期：0.908um D[`~=y(
 高度：1.15um czH# ~
(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) oiQ:&$y
DS;.)P"
3. 建模任务 7h`t-6<!q
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T-Yb|@4
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 b{;LbHq+G
>]kZ2gVt
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 [^gb6W9Y
K;]Dh?
s1p<F,
m,&2s-v
4. 光滑结构的分析 (#+81 Dr
-`5L;cxwk4
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i:H]Sb)<b
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 0@&/W-VXg
A@e!~
j|@8VxZ
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5. 增加一个粗糙表面 NT{'BJ
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Nzb=h/;
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 n(_wt##wE~
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 .Dy2O*`
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 6n H'NNS:J
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 %!R\-Vej
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X$eR RSW
6. 对衍射级次效率的影响 CIz_v.&:
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粗糙度参数： HC"yC;_
 最小特征尺寸：20nm >RrG&Wv59
 总的调制高度：200nm xPJ@!ks9
 高度轮廓 8v6AfTo%
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 效率 e@PY(#ru
Wr8}=\/
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 q-S#[I+g
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm C1OiMb(:
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ()<?^lr33
NleMZ
WUb] 8$n
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 效率 ITD&wg
3S @)Ans
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 o'? WWJK6w
C%#u2C2
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粗糙度参数： [4+I1UR`
 最小特征尺寸：40nm n^<J@uC
 总调制高度：200nm z7pw~Tqlz
 高度轮廓 O"wo&5b_
'Jd*r(2d
M3eFG@,
,M$h3B\;r
 效率 sYB2{w
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GQ sE5Vb
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 p+-IvU
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I~nz~U:ak
粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm (4/W)L$
 全高度调制：400nm 高度轮廓 B/Ltb^a
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z}Um$'. =
 效率 $y%IM`/w
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I/u>Gt
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 N;4wbUPL7h
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7. 总结 TY?O$d2b3
 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)。 #$l:%
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 E@-5L9eJ\
 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。 Bve',.xH
 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。 8[#EC3
H#G3CD2&
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