[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。 f3bZ*G%f  
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1. 建模任务 4|yZA*Q^  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 !`UHr]HJ  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 L~Hgf/%5  
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2. 建模任务：正弦光栅 FXF#v>&  
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x-z方向(截面视图) QAI!/bB  
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光栅参数： moe5H  
 周期：0.908um 
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 高度：1.15um hp:8e@  
(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) ~YYg~6}vV  
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3. 建模任务 ;?-`n4B&  
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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。 9S_N*wC.  
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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。 bM%c*_$F7  
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4. 光滑结构的分析 *`(/wE2v]  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 /
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 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% /
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5. 增加一个粗糙表面 4-YXXi}  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 h/CF^0m"!  
 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。 I8<s4q   

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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)。 >v+ia%o  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 9t$%Tc#Z  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 .%@=,+nqz  
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6. 对衍射级次效率的影响 N1V qK  
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粗糙度参数： W biUz2)  
 最小特征尺寸：20nm =](c7HEQf  
 总的调制高度：200nm bW`@9 =E  
 高度轮廓 `;^%t   
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 效率 @"~Mglgw  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 3q:-98DT  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm >4d2IO1\  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 t[6g9e$  
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 效率 &DX9m4,y  
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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。 `d=$9Pi  
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粗糙度参数： P,"z  
 最小特征尺寸：40nm ufdC'2cp8  
 总调制高度：200nm ?ng?>!  
 高度轮廓
q{UP_6OF  
VI%879Z\e  
r'hr'wZ  
 ]{OEU]I@  
 效率 r^P}xGGK  
{6<7M  
*seKph+'c  
66=6;77  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 z9$x9u  
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#VC^><)3  
粗糙度参数： :~^ec|tp  
 最小特征尺寸：40nm 0D>~uNcT}  
 全高度调制：400nm !^ 6x64r  
 高度轮廓 =&,zWNz)  
vi0% jsI  
gFJ&t^yL  
 效率 @+}Q<  
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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。 @hm%0L  
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7. 总结 G=3/PYp  
 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)。 ~0fT*lp  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 mN?'Aey  
 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。 'oTcx Jx  
 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+[ !  
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