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。 1}!L][(   R2 lXTW*   1. 建模任务 K\P!a@>1   vZ@g@zB4o0   .+yW%~0   uEx9-,!    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 %cX"#+e    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 d+6]u_J   2. 建模任务：正弦光栅 R\5Vq$Q   ne4c%?>t   x-z方向(截面视图) 4T`&Sl   +K^h!d]   E-fr}R}   n'K6vW3   光栅参数： ~c* UAowS    周期：0.908um Mra35    高度：1.15um zAs&%OjG   (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) S`iR9{+&   ES}. xZ#~   3. 建模任务 NZk&JND   YT=eVg53   0xCz'mJ   Es.nHN^]%K   Au.:OeJm    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 \a))   q[d)e6    利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 DM),|Nq"   {%b }Z2   mS%4gx~~_n   r_U>VT^E:   4. 光滑结构的分析 Izo!rC   cin2>3Z$   CzVmNy)kl   cp6WMHLj     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% +E5= $`   =X1?_~}   >xg5z   >7b)y   5. 增加一个粗糙表面 t-7og;^8k   =o^|bih   >jx.R    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 - 5bA $    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。 `rb>K   tous#(&pK   n~gLPHY   s8<gK.atl   2.lgT|p   '6-$Xq0^E    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 9}P"^N    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Yr+23Ro    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。  HpW 42   g|%L"-%gJ   mdbp8,O   p_2pU)%   6. 对衍射级次效率的影响 "y;bsZBd"   '#\1uXM1U?   1S:|3W   粗糙度参数： E D"!n-Hq    最小特征尺寸：20nm Ev9>@~^    总的调制高度：200nm ^3]UZ@    高度轮廓 6'C2SihYp   h|;qG)f^   .Zmp,   ,Zf 9RM   =!b6FjsiG    效率 },@^0UH4c   v;EQ, NL    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 ?KE$r ~dn   V@vU"   mD58T2Z    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm +T{'V^    总调制高度：400nm 高度轮廓 )2e#HBnH   Ao9R:|9   If-_?wZe   <skajQQ    效率 c64v,Hj9   O(Jj|Z    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。 EbY,N:LK   Ms^dRe)   O9M{  ).   粗糙度参数： aA'TD:&p1    最小特征尺寸：40nm W"q@Qa`Bm    总调制高度：200nm G$M9=@Ug    高度轮廓 Nw_@A8-r   m#!=3P7T   f9u^R=Ff[   #Pk$L+C    效率 *Zk>2<^R   :[l\@>H1tX   U(>4s]O6   u.XQ&    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 )cJ#-M2   7[#yu2   LNYKm~cN   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm `>C<}xO    全高度调制：400nm 高度轮廓 YIRZ+H<Q   "SxLN 8.:   K5>p89mZ    效率 ?%tMohL   1c4/}3*   /1UOT\8U   }L=/A7Nk>   H6*^Ga    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。 @$^bMIj@W   y&~w2{a   7. 总结 ;*TIM%6#    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)。 6fo3:P*O    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ` 4?~nbz    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。 *iO u'    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。 d[^KL;b?6

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