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。 #GGa,@O   O n0! >-b,   1. 建模任务 0^*,E/}P&   Q7y'0s   A^}#   !=S?*E +j)    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 7bYwh8    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ?[#w*Am7   2. 建模任务：正弦光栅 0$Tb5+H5   +1#oVl!   x-z方向(截面视图) u'? +JUd1   W9l](Ow   v[|-`e*   q=^;lWs4   光栅参数： r?)1)?JnHe    周期：0.908um QE/kR!r    高度：1.15um =9TwBr.CJ   (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) $mK;{9Z   #i~P])%gNP   3. 建模任务 2RZa}   iUz?mt;k   tRPIvq/   5ppr;QaB   UD14q~ (1Z    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 TgJ+:^+0   !{,2uQXe    利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 2r2:   xw{K,;WeO   J#:`'eEG   nt"\FZ*;3   4. 光滑结构的分析 cQ$[Ba   e 6wevK\   ")9^   qbQdxKk    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% h}|.#!C3   h>>~Bi   t[;-gi,,   6 _V1s1F   5. 增加一个粗糙表面 "KF]s.   F,as>X#   a`:F07r    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 !d 4DTo    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。 m2~`EL>   <FR!x#!    9e.v[K~   A;X3z-[[   d lAb`ne   ^fN/    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Hxy=J    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 8 # BR\    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 [g`4$_9S   mS}.?[d"   "*HE Xru#B   S -,$ (   6. 对衍射级次效率的影响 [ Y{   @-0mE_$[   IR3+BDE)>   粗糙度参数： w_"-rGV    最小特征尺寸：20nm v6wg,,T    总的调制高度：200nm n4B uM R    高度轮廓 +BM[@?"hrh   <}.!G>X   CXuMNa   (I6Q"&h]   9*~";{O.Oa    效率 >`[+24e   jT]R"U/Q    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ffI=Bt]t   CX2qtI8N?   %S`Wu|y    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm vo:h"ti    总调制高度：400nm 高度轮廓 (Qo jIdHt   ,c`Wmp^AY   F(/Ka@   } gwfe H    效率 +2p}KpOsL   iZ/iMDfC    由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 [ 5!{>L`   a6A~,68/V   :}q)]W   粗糙度参数： ? 47"$=G    最小特征尺寸：40nm Kv:.bHN}    总调制高度：200nm o*E32#l    高度轮廓 `WMU'ezF   n``9H91   I!(BwYd   {md5G$*%    效率 ] X)~D!mA   u] G   }G^'y8U   {wk#n.c    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ePR9r}   6Hy_7\$(-   M+j*5wNy   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm ] M#LB&Pe    全高度调制：400nm 高度轮廓 ;;C2t&(   MO| Dwuaf   ?|Z~mE    效率 cdGBo4   )_>'D4l?   q<^MC/]   6f t6;*,   .!+7|us8l\    对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 k}qCkm27   o!&+ _BKw   7. 总结 0`v-pL0|    VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 t. \Pn4    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 +!:=Mm    光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 +M#}(hK    利用VirtualLab光栅工具箱，光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此，由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 Nq6; z)$

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