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。 d*}dM"
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1. 建模任务 a/@F?\A
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 )U2cS\k'7n
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 4V6^@
2. 建模任务：正弦光栅 2aDjt{7P
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x-z方向(截面视图) @zQ.d{
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光栅参数： vzXfJP
 周期：0.908um >'/KOK"
 高度：1.15um 3QD+&9{D
(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) 6bE~m<B\`
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3. 建模任务 =ws iC'
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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。 :l;SG=scx
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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。 6r]l8*34;
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4. 光滑结构的分析 4#MPD
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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% rLKwuZ
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5. 增加一个粗糙表面 ~d9@m#_T#~
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 W,D$=Bg
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 n>o0PtGxC
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 `h(*D
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ExW3LM9(
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 -*nd5(lY&
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6. 对衍射级次效率的影响 Iq% 0fX
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粗糙度参数： -]-?>gkN5
 最小特征尺寸：20nm xE"QX N
 总的调制高度：200nm ?3t]9z
 高度轮廓 kKHGcm^r
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 效率 U8]BhJr$Q
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Cu,#w3JR
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm dFw>SYrpu
 总调制高度：400nm 高度轮廓 8)m
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 效率 IS[&V&.n
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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。 PpWn+''M
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粗糙度参数： s4kkzTnXE3
 最小特征尺寸：40nm us2RW<Oxv
 总调制高度：200nm :WM[[LOaC
 高度轮廓 R;3Tyn+
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 效率 w`a(285s)i
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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。 =zXA0%
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm KU5|~1t 4
 全高度调制：400nm 高度轮廓 #>[5NQ;$'
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 效率 kE*OjywN
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 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 0X: :<N@
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7. 总结 k\wcj^"cb
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 Kulh:d:w
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 =j$!N# L
 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。 {I"`(
 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。 Lr;PESV
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