[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。 q@[QjGj@  
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1. 建模任务 ILGMMA_2  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ;7}VBkH  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ,P;Pm68V  
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2. 建模任务：正弦光栅 D)L+7N0D~  
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x-z方向(截面视图) Qk:
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光栅参数： gt@m?w(  
 周期：0.908um uG,5BV.M  
 高度：1.15um f|\onHI)>  
(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) f&Gt|  
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3. 建模任务 E=nIRG|g  
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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。 37s0e;aF  
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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。 1*\o.  
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4. 光滑结构的分析 ~E17L]ete  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 s~^5kgPA  
 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 o4rA*9  
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5. 增加一个粗糙表面 8A##\j)  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 >;e~WF>+K  
 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。 ]Sf]J4eQ  
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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)。 0"<H;7K#W  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 E(>=rD/+  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 cr7 }^s  
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6. 对衍射级次效率的影响 'j#*6x
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粗糙度参数： -_=nDH  
 最小特征尺寸：20nm UXJeAE-  
 总的调制高度：200nm
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 高度轮廓 ha]VWt%}  
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 效率 Wf+cDpK  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 zfJ
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm P_F30x(  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 is?{MJZ_  
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 效率 Hus)c3Ty7  
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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。 sA+ }TNhq  
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粗糙度参数： Amtq"<h9a  
 最小特征尺寸：40nm 9)l$ aBa  
 总调制高度：200nm l0|5t)jF-  
 高度轮廓 0CHH)Bku  
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 效率 &h}#HS>l  
/T"+KU*
 
z<MsKD0Q  
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 /4yo`  
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粗糙度参数： y\/1/WjBn  
 最小特征尺寸：40nm _qF+tm  
 全高度调制：400nm Lc}y<=P@  
 高度轮廓 p'Y^X  
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 效率 8=!D$t\3  
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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。 N"Z{5A  
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7. 总结 @="Pn5<]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)。 ,>:U2%  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 |NlO7aQ>2H  
 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。 :@yEQ#nFp  
 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。 (|2t#'m  
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