[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。 /"?y @;Y~  
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1. 建模任务 ^*C+^l&J!  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 3Ak,M-Jp  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 E|D~:M%~  
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2. 建模任务：正弦光栅 : j&M&+  
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x-z方向(截面视图) )t{oyBT  
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光栅参数： p_Fc:%j>  
 周期：0.908um lhTjG,U=  
 高度：1.15um CzxU @  
(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) St&xe_:^<  
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3. 建模任务
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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。 IC+Z C   
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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。 9iWDEk  
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4. 光滑结构的分析
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 PJN TIa  
 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% bp2l%A;  
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5. 增加一个粗糙表面 !v^D}P 3Y  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 elb|=J`M0  
 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。 ,"  
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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)。 ~WU _u,:  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 xRW~xr2h@  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Oi&.pY:X-  
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6. 对衍射级次效率的影响 ws Lg6  
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粗糙度参数： y.2_5&e/  
 最小特征尺寸：20nm `C`CU?D  
 总的调制高度：200nm ZO{uG(u  
 高度轮廓 fLL_{o0T  
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 效率 eX7Ev'(H  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <",4O  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm s/UIo^m  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 bKj#HHy\I  
XP *pYN  
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 效率 /]2-I_WB  
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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。 RVy8%[Gcq  
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粗糙度参数： BbUZ,X*Y  
 最小特征尺寸：40nm TAlpy$  
 总调制高度：200nm OaRtGJnR  
 高度轮廓 P!'Sx;C^f  
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 效率 =\`g<0  
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G*2bYsnhX  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 E8J`7sa  
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UOSa`TZbZ  
粗糙度参数： Q7UFF  
 最小特征尺寸：40nm *,{. oO9#  
 全高度调制：400nm xekW-=#a7-  
 高度轮廓 ;!DUNzl  
iq-n(Rfw~  
q0{KYWOvk  
 效率 (h7 rW3  
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'm}K$h(U  
 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。 ^-cj=on=Q  
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7. 总结 5 :6^533]  
 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)。 R8P7JY[h  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 G<OC99;8  
 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。 "{105&c\  
 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。 wX@&Qv  
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