[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。 ncluA~8  
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1. 建模任务 U'nz3  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 u$N2uFc  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 F(8>"(C  
3+;}2x0-F  
2. 建模任务：正弦光栅 :o}Ju}t  
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x-z方向(截面视图) x8sSb:N  
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光栅参数： X$zlR)Re  
 周期：0.908um Nkt(1?:
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 高度：1.15um Ch`XwLY9  
(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) )~<8j  
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3. 建模任务 wwS{V  
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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。 q@ >s#  
cbl2D5s+i]  
 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。 F7`3,SzHp  
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4. 光滑结构的分析 ln7{c #lE  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 kScq#<Y&  
 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% I_J;/!l=  
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5. 增加一个粗糙表面 udDh
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 'H2TwSbIXI  
 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。 ^c}Z$V  
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E)m{m$Hb  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 7</&=lly  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 7_taqcj  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 h8oG5|Y  
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6. 对衍射级次效率的影响 [Z|R-{"  
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粗糙度参数： *D1^Se  
 最小特征尺寸：20nm Jz s.)  
 总的调制高度：200nm Y@N}XH<4R  
 高度轮廓 ^#2w::Ds}!  
ahA21W`k  
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 效率 tT87TmNsA  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 );V6YE  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm mOr>*uR  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 kDS  
hm>JBc:n-  
Z9mY*}:U~  
C3Q[L}X\  
 效率 pi:%Bd&F  
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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。 H#x=eDU|k  
`;4P?!WG  
粗糙度参数： abkl)X>k  
 最小特征尺寸：40nm e.jrX;;$!&  
 总调制高度：200nm Mib(J+Il  
 高度轮廓 blNJ  
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Bs(\e^}  
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 效率 $^?"/;8P5  
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6lOT5C eJ"  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 }YWLXxb;  
6=s!~  
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粗糙度参数： =.O8G=;DOA  
 最小特征尺寸：40nm m07= _4  
 全高度调制：400nm `z%f@/:fG  
 高度轮廓 0]=|3-n  
wl H6  
=#dW^?p  
 效率 13wO6tS k  
1=gE,k5H  
E}Q'Wz|k  
%!I7tR#;  
hp+=UnW  
 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。 mH2XwA|  
nI.K|hU:P  
7. 总结 ;X,|I)  
 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)。 t
?f2*N:  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 3:Q5dr+1_  
 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。 |;e K5(|  
 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。 ~kPHf_B;z  
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