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"4G7mu`l   +Q, 0kv   1. 建模任务 =YX/]g|9K   Kq/W-VyGh   &fYx0JT   "Kk3#    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 UTQ$sg|7p    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 1Giy|;2/   2. 建模任务：正弦光栅 bo&!oY#   *[*#cMZ    x-z方向(截面视图) 8k'UEf`'(   J'.:l}g!1   |u)?h]>   puS'9Lpp   光栅参数： ;VS;),h/    周期：0.908um ^DHFP-G?e    高度：1.15um F#_7mC   (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341)  TyMRm   c1wM"   3. 建模任务 );$Uf!v4   =mCUuY#   k%QhF]   P0$q{ j   AO;`k]0e    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ?mY )m +   MoA2Cp;8X    利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 ro37H2^Ty   `Oys&]vb   V_U$JKJ1=   Rs)tf|`/   4. 光滑结构的分析 TJ`E/=J!   pRXA!QfO   mKZ?H$E%%   V~5vVY_HG&    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 6KhHS@Z   \~xsBPX+x   r4NI(\gU   -]5dD VSO   5. 增加一个粗糙表面 ksY^w+>(!   >0+m   IGql^,b    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 }*$-rieg    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。 [?W3XUJ,Y   .x6*9z#q   xpFu$2T6P.   1SkGG0 W   .)})8csl.d   H1|X0a(j    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 -O~WHi5}    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 2DTH|Yv    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 P%pB]d.qpi   A3&8@/6,   i1vBg}WHN   s\o </ZDo   6. 对衍射级次效率的影响 3w{4G<I   _w+sx5   S~YrXQ{_>-   粗糙度参数：  ceVej'    最小特征尺寸：20nm zo@>~G3$9    总的调制高度：200nm 'n4zFj+S    高度轮廓 } ?*:uf   xi;SKv;p   K]@6&H-b|   LLgN%!&   fLc<}DF    效率 $+JaEF`8   +qpD>5#    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 (U!WD`Ym    +aP%H   jc;&g)Rv    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm l:Ci'=    总调制高度：400nm 高度轮廓 I$qL=   u9mMkzgSkP   3dadeu^{A   o,bV.O.W    效率 ~<v`&Gm?"   ^ 9;s nr    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。 M P0ww$(   6gakopZO   zCO5`%14   粗糙度参数： w'M0Rd]    最小特征尺寸：40nm c)@M7UK[    总调制高度：200nm _3A$zA    高度轮廓 s.zH.q,   s}|IRDpp   p4{?Rhb6   aM?7'8/    效率 7jts;H=   n{4&('NRFP   e;rs!I!Yw   cty~dzX^    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 %l:%c   E6)FYz7x   1%EY!14G+   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm j?w7X?1(    全高度调制：400nm 高度轮廓 vGm;en    WHE*NWz>q   u#J5M&#    效率 A|RAMO@le   0C3Yina9 *   H7qda'%>   Mv4JF(,S   J=4S\0Z*    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。 Y 3KCIL9   1f[!=p   7. 总结 wy) Frg    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)。 %K ]u"    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Yl-09)7s    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。 P.;B V",    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。 fVf.u' .8

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