[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。 3
rLc\rK  
8'v:26   
1. 建模任务 #Ny+6XM  
("<4Ry.u  
/7-FVqDx8  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ~BnmAv$m[  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 m/,8\+  
_u~`RlA  
2. 建模任务：正弦光栅 C]na4yE8  
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x-z方向(截面视图) 0 r;tI"  
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光栅参数： PevT`\>  
 周期：0.908um J DOs.w  
 高度：1.15um =#&+w[4?&.  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) 9.6ni1a'  
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3. 建模任务 /<o?T{z<-  
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xBqZ: BQ  
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g]X  
 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 )cm^;(#pV  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 K>-01AGHL  
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A 0;ng2&  
4. 光滑结构的分析 |"eC0u  
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@ xTVX'$  
1h{7dLA  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 '\"5qB  
 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% _) UnHp_^  
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5. 增加一个粗糙表面 %e+*&Z',  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 -L wz T  
 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。 xb&,9Lxd|  
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]Z[0xs  
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._&SS,I5VZ  
!'Hd:oD<  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 FY/F}C,o  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 \[wbJ  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 _k(&<
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6. 对衍射级次效率的影响 YuoIhT  
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粗糙度参数： *\`<=,H6<  
 最小特征尺寸：20nm G"Hj$  
 总的调制高度：200nm U~oGg$  
 高度轮廓 JX#0<U|L  
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 效率 gE8>o:6)6:  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 f#gV>.P;h\  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm nt%p@e!,  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 *dsI>4%m  
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 效率 Au:R]7   
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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。 :Vw{ l
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*#.(C9^  
粗糙度参数： "ZFH_5<  
 最小特征尺寸：40nm =uR3|U(.|u  
 总调制高度：200nm Mu6DTp~k  
 高度轮廓 4I*'(6 ,!  
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 效率 {P)O#  
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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。 ,,lR\!>8  
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粗糙度参数：  "+Sq}WR  
 最小特征尺寸：40nm ]kF1~kXBe  
 全高度调制：400nm Ei=rBi  
 高度轮廓 "akAGa!V+  
 {@k , e  
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 效率 Qraa0]56  
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WuTkYiF  
DgB;6Wl  
ImbA2Gcs  
 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。 vJS}_j]_@  
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7. 总结 m)Wq*&,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)。 XWq"_$&LF  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 xC}'"``s  
 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。 U}
w@,6  
 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。 wc&D[M]-/  
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