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。 O"_QDl<ya
G=C2l# Ae!
1. 建模任务 u;b6uE
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 >4HB~9dKU
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ]{I>HA5[
2. 建模任务：正弦光栅 U@(8)[?nxn
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x-z方向(截面视图) 8 -w|~y';
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光栅参数： dN){w _
 周期：0.908um E^~ {thf
 高度：1.15um /Wdrpv-%,1
(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) h645;sb0
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3. 建模任务 "g(q)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。 LOgB_$9_3
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 f,BJb+0
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4. 光滑结构的分析 NCm=l
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Aiqb*v$
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5. 增加一个粗糙表面 i_I`
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 >q&e.-qL
 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。 -{yG+1
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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)。 CT|H1Ry2T
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 "7?xaGh8
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 <F|S<\Y.
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6. 对衍射级次效率的影响 r&XxF>
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粗糙度参数： "&mwrjn"T
 最小特征尺寸：20nm >EgMtZ88.<
 总的调制高度：200nm 1DF8-|+
 高度轮廓 9|9/8a6A
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 效率 B^x}=Z4
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 {_4zm&
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm L_>LxF43
 总调制高度：400nm 高度轮廓 5WtI.7r
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 效率 ?gXdi<2Qn
X-%91z:o58
 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^BX:\}
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粗糙度参数： AE%zqvp>
 最小特征尺寸：40nm J {\]ZPs
 总调制高度：200nm 4WQ 96|F
 高度轮廓 83{v_M
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S,C/l1s
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 效率 ]tEH`Kl
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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。 SS-7y:6y>
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm it=ir9
 全高度调制：400nm 高度轮廓 1.j;Xo/+:V
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 效率 jiLt *>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。 luO4ap]*
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7. 总结 ':T6m=yv
 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)。 *lp{,
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 "H)D~K~*
 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。 &$_#{?dPt
 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。 T@DT|lTI
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