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。 ?jU 3%"
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1. 建模任务 _4 YT2k
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 H~?7:K
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ?r}2JHvN
2. 建模任务：正弦光栅 g^{a;=
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x-z方向(截面视图) \D-X _.v
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光栅参数： ey$H2zmo
 周期：0.908um w^ X@PpP
 高度：1.15um n0)y|B#
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) im9Pjb%
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3. 建模任务 L/)eNZ
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 iM$iZ;Tp
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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。 zj$Ve
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4. 光滑结构的分析 KvjH\;78
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% Z^.qX\<M
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5. 增加一个粗糙表面 !>fi3#Fi
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Gb.}af#v
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 R8|FqBs
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 :eBp`dmn
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 &D`$YUl@
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 }<q=Zq+
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6. 对衍射级次效率的影响 ^ lG^.
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粗糙度参数： (Li)@Cn%
 最小特征尺寸：20nm KA."[dVa
 总的调制高度：200nm \V*E:_w*
 高度轮廓 8u Z4[
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 效率 {'Gu@l
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 d-"[-+)-
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm ;W!hl<``d*
 总调制高度：400nm 高度轮廓 Q?Uk%t\hwc
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 效率 I`}x9t
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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。 !7anJl
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粗糙度参数： 1I U*:Z;Rz
 最小特征尺寸：40nm g$S<_$Iey
 总调制高度：200nm qzu%Pp6If
 高度轮廓 Vt U
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 效率 .:jfNp~jt
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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。 d:=:l?
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm f5QJj<@
 全高度调制：400nm 高度轮廓 zgHF-KEV
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 效率 rDWqJ<8
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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。 j*;/Cah]k
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7. 总结 We,~P\g
 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)。 kT6EHuB
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 k`Ifd:V.y
 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。 YNi3oG]h
 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。 !U!}*clYL
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