[分享]受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

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。 Wx{E\ l  
Ws@'2i\;  
1. 建模任务 {.{Wl,|7  
4.jRTL5-oj  
VoZ{I{>|  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 c8JW]A`9b)  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 '!Hs"{~{  
AT~,  
2. 建模任务：正弦光栅 &o;0%QgF  
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x-z方向(截面视图) \BXzmok  
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FHSoj=  
光栅参数： TD}<U8I8_  
 周期：0.908um L#UR>Z#9  
 高度：1.15um K?!qNK  
(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) &HM-UC|  
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3. 建模任务 5h#h>0F  
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XKvH  
"lL+Heq>V  
-Qn7+?P  
 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。 Vi8A4  
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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。 K}R+~<bIY  
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4. 光滑结构的分析 ;[sW\Ou  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 6@J=n@J$p  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% c0@8KW[,  
~.m<`~u  
#dA$k+3  
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5. 增加一个粗糙表面 )#}>,,S  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 DYD<?._I  
 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。 'jtC#:ePK  
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Iry$z^  
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`C+<!)2  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 0CrsZtX  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 _/s"VYFZ  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 /~[Lr   
TC\+>LXiZ  
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6. 对衍射级次效率的影响 =Ph8&l7~sp  
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粗糙度参数： Lx^ eaP5  
 最小特征尺寸：20nm gb ga"WO  
 总的调制高度：200nm T #\  
 高度轮廓 X*8y"~X|vq  
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 效率 Aw o)a8e  
k_al*iM>H  
 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 0+1wi4wy/  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm VM"cpC_8  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 &NE e-cb
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4q$~3C[  
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D6sw"V#  
 效率 ?Ec9rM\ze  
N%y i4  
 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。 24mdhT|  
?9b9{c'an  
粗糙度参数： 'Wonz<{'  
 最小特征尺寸：40nm %`vzQt`>  
 总调制高度：200nm 'Ts:.  
 高度轮廓 Hd|l6/[xz  
W? iA P  
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v<qh;2  
 效率 z*y!Ml1  
5jdZC(q5a  
^4y]7p  
S;Bk/\2  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 h6 \P&Z  
 R$a<=  
AKNx~!%2  
粗糙度参数： 90}{4&C.^  
 最小特征尺寸：40nm Q M,
!-~t  
 全高度调制：400nm 8!g `bC#%  
 高度轮廓 h`fVQN.3  
}2A6W%^>]  
^ k^y|\UtZ  
 效率 BxY t*b%  
0P^h6Vat  
<_tmkLeZf  
eE;tiX/  
~,'{\jDrS  
 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)1yv.  
e5h*GKF  
7. 总结 \/-c)  
 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)。 }fpya2Xt  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 LzygupxY!  
 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。 lG*Rw-?a  
 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。 &[.5@sv  
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