[技术]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。 Xk%92Pto  
O,6Upk  
1. 建模任务 "M5P-l$p}  
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u5^fiw]C  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 A\Rkt;:  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 mw)KyU#l,:  
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2. 建模任务：正弦光栅 r=6-kC!T9  
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x-z方向(截面视图) \G}EI|Wo  
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光栅参数： 9X&Xc  
 周期：0.908um xWlj.Tjt}  
 高度：1.15um ;$Q`JN=  
(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) w1B!z  
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3. 建模任务 r4/G&m[V  
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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。 ^6s<  
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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。 VqqI%[!Aw  
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4. 光滑结构的分析 cjfYE]  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 "!()yjy  
 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% xo2PxU
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5. 增加一个粗糙表面 7YT%.ID  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ek!x:G$'  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 y<(q<V#0!S  
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u;p.:{'  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 FJo?~  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 7(cRm$)L  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 L+,p#w  
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6. 对衍射级次效率的影响 ax$ashFO/!  
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粗糙度参数： o1C1F}gxU  
 最小特征尺寸：20nm ZXV_Dc
 
 总的调制高度：200nm "SC}C  
 高度轮廓 {3n|=  
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FOJ-?s(  
 效率 %(lr.9.]H  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 7\x7ySM  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm }ie O  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ~D# -i >Z  
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O@.C.
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 效率 vbEAd)*S  
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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。 N{oi }i6  
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粗糙度参数： pG"pvfEl9f  
 最小特征尺寸：40nm k1Z"Qmz  
 总调制高度：200nm Jw13 Wb-  
 高度轮廓 ED0\k $  
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0u[Vd:()v(  
9C&Xs nk  
 效率 |v,%!ps  
Ff6l"A5  
dy/\>hu  
Fg` P@hC  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 f</'=k  
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u|]{|Ya'%  
粗糙度参数： bY` b3  
 最小特征尺寸：40nm ]b5E

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 全高度调制：400nm ."`mh&+`  
 高度轮廓 'T=$Q%Qv  
MnToL@  
2@7f^be  
 效率 0,a/t jSr  
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]QM{aSvXA  
Ot,
_=PP  
 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。 DX3xWdnr  
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7. 总结 KDTG9KC  
 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)。 KWuc*!  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 VtM:~|v  
 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。 jLc"1+
 
 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。
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经典，学下。。。，，