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。 KZGy&u >`
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1. 建模任务 Q/`W[Et
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Zmz $ hr
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 z -uW,
2. 建模任务：正弦光栅 s y>}2orj~
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x-z方向(截面视图) s@(ME1j(U!
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光栅参数： Mb=j'H<N@
 周期：0.908um 65U&P5W
 高度：1.15um eS/Au[wS
(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) d~#:t~ $,
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3. 建模任务 `X%Qt~
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ZoR6f\2M
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 /"@cv{
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4. 光滑结构的分析 ,"5][RsOn
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% BMb0Pu8
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5. 增加一个粗糙表面 BG/RNem
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 up2wkc8
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 UN|S!&C$
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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)。 w d6+,B
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 >,x``-
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 pYh\l.@qf
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6. 对衍射级次效率的影响 oj[<{/,C9
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粗糙度参数： %[on.Q'1]2
 最小特征尺寸：20nm 3x)jab
 总的调制高度：200nm ?8YbTn1f)
 高度轮廓 7MIrrhk
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 效率 p21li}Iu
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 hfpis==
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm aa}U87]k
 总调制高度：400nm 高度轮廓 a~Yq0d?`D
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 效率 3[<D"0#},
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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。 "Iacs s0;
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粗糙度参数： o@ @|4 F
 最小特征尺寸：40nm ;<#=|eD2
 总调制高度：200nm !UHX?<3r
 高度轮廓 Tj6kCB
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 效率 zA|)9Dq
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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。 -fOBM 4
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm .>p.k*vU
 全高度调制：400nm 高度轮廓 BOv^L?)*Z
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 效率 PsBLAr\ah
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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。 NG: f>R
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7. 总结 h$p}/A
 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)。 ON"p^o>/_?
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 4GS:kfti
 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。 {FR+a**
 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。 ol}}c6
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