[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。 EYj2h .k  
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1. 建模任务 a!]QD`  
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5~TA(cb5  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 4OgGZ  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ${H&Q*  
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2. 建模任务：正弦光栅 RwLdV+2\R`  
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x-z方向(截面视图) 9YsO+7[  
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光栅参数： mI*>7?  
 周期：0.908um -D':7!@  
 高度：1.15um (N>ew)Ke  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ]d;/6R+Vs  
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3. 建模任务 E;e2{@SX2K  
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C$w_X  
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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。 zEL[%(fnc  
3cQmxp2*  
 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。 ue2nfp  
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4. 光滑结构的分析 /9^0YC;Y*  
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F[/K  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 QU;C*}0Zl  
 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% s,q!(\{Pv  
B{u.Yc:  
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5. 增加一个粗糙表面 eWs^[^c.<  
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?Qp_4<(5  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 O!yn `<l
 
 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。 p;01a  
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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)。 eW<hC(  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Ct33S+y  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 =l_"M  
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6. 对衍射级次效率的影响 X28WQdP,7  
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粗糙度参数： MM7gMAA.mz  
 最小特征尺寸：20nm Y'R1\Go-  
 总的调制高度：200nm tr+~@]I+  
 高度轮廓 <C xet~x  
&"0[7zgYQz  
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 效率 351'l7F\  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 #$QY[rf=6  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm #d(r^U#I  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 EeJ]> 1  
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 效率 i>}z$'X  
W1(ziP'6  
 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。 ay.IK
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粗糙度参数： fba3aId[  
 最小特征尺寸：40nm 'Mtu-\  
 总调制高度：200nm 2e=Hjf )  
 高度轮廓 \x}UjHYIc&  
XjNu|H/  
b.+\qaR  
FT=>haN  
 效率 >Fh@:M7z  
+J9lD`z  
MIJ~j><L  
~Otf "<  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 `Ea3z~<7M  
l|{<!7a  
cCs:z
 
粗糙度参数： B*7o\~5  
 最小特征尺寸：40nm !NtY4O/  
 全高度调制：400nm 1F/&Y}X  
 高度轮廓 |Rc#Q<Vh|  
)2S\:&x  
"AVc^>  
 效率 <}%*4mv  
D?R z|  
C/=ZNl9"fn  
25r=Xv  
EQ -\tWY  
 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。 3IIlAzne;  
Sz&`=x#  
7. 总结 Yaqim<j  
 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)。 Z)~2{)  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 &[uGfm+@  
 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。 so*7LM?ib>  
 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。 B=7L+6  
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