[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。 [1Rs~T"  
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1. 建模任务 dXZV1e1b&#  
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R b'"09)$  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 se&:Y&vrc~  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 o4xZaF4+  
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2. 建模任务：正弦光栅 Q/':<QY  
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x-z方向(截面视图) |X>:"?4t  
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光栅参数： gq
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 周期：0.908um N7XRk=J  
 高度：1.15um m6s32??m  
(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)  C+_ NG  
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3. 建模任务 w1[F]|  
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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。 bx1'  
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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。 6:Ra3!V"v  
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4. 光滑结构的分析 Pl U!-7  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Jjv, )@yo  
 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% !9B)/Xi  
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5. 增加一个粗糙表面 W,:*
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ]h,XRDK  
 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。 X2~>Z^, U  
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U
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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)。 !>+YEZ"  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ?J|~G{yH  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 p\1-.  
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6. 对衍射级次效率的影响 wpO-cJ!,  
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粗糙度参数： l-g+E{ZM  
 最小特征尺寸：20nm v[\' M  
 总的调制高度：200nm YLk/16r  
 高度轮廓 HsO4C)/  
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 效率 [kaj8  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 8wMu^3r  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 9q(*'rAm  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 -AWL :<  
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 效率 [9Q}e;T  
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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。 &==X.2XW  
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粗糙度参数： ckG`^<  
 最小特征尺寸：40nm Y%m^V?k  
 总调制高度：200nm =8#$'1K,v  
 高度轮廓 {a;my"ly  
_Z'[-rcXWh  
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{]ie|>'=C  
 效率 lC):$W  
KG=h!]Meq  
H=,0p  
LX5, _`B  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 HY|=Z\l"  
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粗糙度参数： HuzHXn)  
 最小特征尺寸：40nm K)=<hL  
 全高度调制：400nm T$
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 高度轮廓 9[31EiT  
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/a@gE^TM  
 效率 tgz  
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fR]%:'2k  
Ky(=O1Ufu  
OcWy#,uC  
 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。 a8$gXX-2  
Y;n;7M<F  
7. 总结 O{@m
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 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)。 C5k\RS9  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 33/aYy  
 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。 SY&)?~C  
 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。 :s(vn Ie^  
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