[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。 )-26(aNGT  
E`UkL*Q  
1. 建模任务 |L8 [+_m  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 .P$m?p#  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 '< U&8?S  
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2. 建模任务：正弦光栅 uhh7Ft#H  
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x-z方向(截面视图) mUa#sTm  
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光栅参数： 4AS%^&ah  
 周期：0.908um l!f_ +lv  
 高度：1.15um +Yc^w5 !(  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) /[<F f  
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3. 建模任务 68XJ`/d  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 {^z73Gxt,  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 sfyLG3$/  
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4. 光滑结构的分析 y>EW,%leC  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 WT'-.UX m  
 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% MY,~leP&  
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5. 增加一个粗糙表面 )8A.Wg4S;c  
KL'1)G"OH  
M0w Uis:`
 
 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 '2.ey33V  
 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。 h$&Tg_/'#D  
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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)。 _LHbP=B  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ?>
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 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 klUV&O+=%  
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6. 对衍射级次效率的影响 s9ix&m  
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粗糙度参数： JKZVd`fF  
 最小特征尺寸：20nm 28"1ONs3  
 总的调制高度：200nm ?{ )'O+s  
 高度轮廓 3N_
KNW  
#&'S-XE+  
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PEI$1,z  
PaaMh[OmG  
 效率 D`p2aeI  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 LA6XTgcu  
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g$uiwqNA%  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Q#%LIkeq  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ec
!e  
Z;uKnJh  
0XA\Ag\`G  
i3)3.WK^  
 效率 =78y*`L  
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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。 (d&" @  
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粗糙度参数： D+!T5)>(  
 最小特征尺寸：40nm (f&V 7n  
 总调制高度：200nm cIO/8D#zU  
 高度轮廓 %bP+P(vZ  
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OAkqPG&w  
\Q#pu;Y*N]  
 效率 t%mi#Gh(  
- k0a((?  
[\ku,yd%0  
0")_%  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 aUMiRm-  
UT@Qo}:  
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粗糙度参数： .Yk}iHcW.  
 最小特征尺寸：40nm >(2;(TbQm0  
 全高度调制：400nm &5HI   
 高度轮廓 46f-po_  

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bzG vnaTt  
 效率 GNW$:=0u  
F42^Uoaz  
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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。 ]fY:+Ru  
vmgd  
7. 总结 67/@J)z0%  
 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)。 {v!w2p@  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 %5L~&W}^"  
 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。 &kf \[|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。 +sx(q@  
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