[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。 Z,7VOf6g  
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1. 建模任务 W$Sc@!M3{  
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Ri;_ 8v[H|  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 jj6yf.r6c  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 Hp5.jor(k  
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2. 建模任务：正弦光栅 ;bRyk#  
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x-z方向(截面视图) ug^esB  
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光栅参数： a6!|#rt  
 周期：0.908um D`3`5.b  
 高度：1.15um !!d?o  
(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) ^]MLEr!S  
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3. 建模任务 -_ <z_IL\%  
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UX%J?;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。 wEC,Mbn  
|H.ARLS  
 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。 tn}MKo  
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+ f,Kt9Cy  
4. 光滑结构的分析 ]i\;#pj}
 
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ZdgzPs"  
Q)=LbR{#  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 Vrs?VA`v$  
 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% (D0\uld9  
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7=gcdfW,;x  
5. 增加一个粗糙表面 i!)\m0Wm  
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V.Tn1i-v  
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 iFnD`l6)  
 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。 hkMVA  
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Ll.P>LH  
QD%!a{I  

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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)。 (AZAQ xt  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 8Qhj_  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 3OFI>x,h  
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6. 对衍射级次效率的影响 T^vhhfCUr  
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粗糙度参数： ERia5HnoD,  
 最小特征尺寸：20nm Ph8@V}80"Y  
 总的调制高度：200nm ;Y0M]pC  
 高度轮廓 G.`
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t&Q(8Hz  
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fUr%@&~l^  
 效率 5?Pf#kq  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 n'0r (  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm |<'6rJ[i>  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ] E:NmBN<  
GUZ.Pw  
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 效率 NfnPXsad  
i&?\Pp;5-j  
 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。 (cyvE}g  
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粗糙度参数： L^*f$Balz  
 最小特征尺寸：40nm U8J9 #+:  
 总调制高度：200nm 1\~I "$}  
 高度轮廓 >]8(3&zd  
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9!FU,4 X
 
 效率 drc-5{M  
(Gw*xsn1  
YC')vv3o(  
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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。 ~_Fx2T:X  
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} C:i0Q  
粗糙度参数： Il Qk W<  
 最小特征尺寸：40nm :;eQ*{ `\  
 全高度调制：400nm '%wSs,HD  
 高度轮廓 j#~~_VA~  
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A5Y/dd  
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 效率 kDDC@A $  
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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。 /]^Y\U^  
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7. 总结 e4,SR(O>  
 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)。 !#:5^":;  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 2]Il:>n,  
 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。 H`'a|Y  
 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。 \8=)X})  
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