[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。 xdPcsox~  
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1. 建模任务 JjQ8|En  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 1!vPc93 $$  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 <j;]!qFR  
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2. 建模任务：正弦光栅 @
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x-z方向(截面视图) FKC\VF  
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光栅参数： </= CZy5w  
 周期：0.908um 5k]XQxc6_  
 高度：1.15um %Uy%kN_&  
(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) ^5>s7SGB"  
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3. 建模任务 e&0K;yU  
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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。 Z&Ue|Z4Qt  
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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。 &R,9+c  
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4. 光滑结构的分析 ?R|th Z  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 }#Doy{T  
 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% Zsj`F9*e  
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5. 增加一个粗糙表面 aE)by-'  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 {:bN/zV#  
 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。 /aYpIMi9}  
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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)。 Q9c)k{QZ  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 /7/0x ./{  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 20tO#{Li  

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6. 对衍射级次效率的影响 I4=Xb^Ux  
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粗糙度参数： uwmQ?LS]V  
 最小特征尺寸：20nm X
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 总的调制高度：200nm O=}g4c  
 高度轮廓 jVWK0Zba  
"35A/V  
T%IK/"N|+  
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 效率 0N;%2=2_E  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 )nfEQ)L;h}  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm nP3 E  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 2g-` ]Vqb  
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 效率 N( Oyi  
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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。 =QOg 6  
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粗糙度参数： &,:h)  
 最小特征尺寸：40nm F@YKFk+a  
 总调制高度：200nm "i^ GmVn  
 高度轮廓 G`0
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 效率 Na{Y}0=^y  
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$IQw=w7p  
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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。  #
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T{v>-xBRy  
粗糙度参数： Xf[kI  
 最小特征尺寸：40nm \ 0W!4
D  
 全高度调制：400nm SmwQET<H  
 高度轮廓 4T6 {Y  
Q\ppfc{,  
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 效率 @(g_<@Jz  
+0Q,vK#j^  
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FS6`6M.K  
 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。 $;N*cH~  
^TY;Zp  
7. 总结 B;>{0 s  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 CNZz]H  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 s$ENFp7P  
 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。  {^a36i  
 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。 "\C$   
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