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。 -|>T? t'K
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1. 建模任务 n=AcN
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ,VSO;:Z
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 e?*Teb?R
2. 建模任务：正弦光栅 HXztEEK6
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x-z方向(截面视图) RVLVY:h|F
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光栅参数： r@bh,U$
 周期：0.908um Eh|,[D!E
 高度：1.15um kxJ[Bi#
(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) 5,g +OY=\
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3. 建模任务 {*[(j^OE
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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。 Hbd>sS
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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。 't0M+_J
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4. 光滑结构的分析 -)VjjKz]8
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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% |?8nO.C~V
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5. 增加一个粗糙表面 EwA*
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ^-[ I;P
 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。 RLB"}&SF]
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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)。 MJ1qU}+]
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 orH6R8P]
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 j&'6|s{
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6. 对衍射级次效率的影响 nW7: ]
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粗糙度参数： YZ4`b-
 最小特征尺寸：20nm ,.>9$(s
 总的调制高度：200nm X~0-WBz
 高度轮廓 ]Z8u0YtM)
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 效率 ~1wt=Ln>
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 : #CWiq("%
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm H/x0'
 总调制高度：400nm 高度轮廓 h]ae^M
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 效率 f/UU{vX(
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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。 !~~KM?g
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粗糙度参数： )__sw
 最小特征尺寸：40nm r*vh3.Agl
 总调制高度：200nm D!,5j_,j%
 高度轮廓 Xpg-rxX
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 效率 )2?]c
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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。 SQ4^sk_!
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm `J,>#Y6(J
 全高度调制：400nm 高度轮廓 +d\o|}c
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 效率 5tbCx!tL
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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。 ) ~=pt&+
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7. 总结 zFm`e:td
 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)。 #ay/VlD@
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 O^8ZnN_+
 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。 &SbdX
 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。 _`?cBu`
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