[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。 ~Z?TFg  
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1. 建模任务 ~hnQUS`A  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 k}kQI~S9  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 j_!F*yul  
7uS~MW  
2. 建模任务：正弦光栅 +`7i'ff  
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x-z方向(截面视图) QQ*hCyw!  
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光栅参数： QT< }] 0  
 周期：0.908um <ro7vPKNa  
 高度：1.15um LqoB 10Kc\  
(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) <EB+1GFuI  
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3. 建模任务 ?Wr+Q  
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<;eW=HT+uq  
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F1q|R  
 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。 Sz)' ogl  
SIF/-{i(X  
 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。 J{p1|+h%  
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pXT4)JDpc  
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4. 光滑结构的分析 JgKO|VO  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 :t"^6xt  
 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% (^
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5. 增加一个粗糙表面 oo/qb`-6  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 iTBx\u%{  
 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。 b$d;Qx  
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i^X]j  
MnsJEvn/  
~RW+GTe  
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fy>{QC\  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 . oF &Ff/[  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 e8>})  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 VZp5)-!\  
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6. 对衍射级次效率的影响 s[RAHU  
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粗糙度参数： <prk8jSWV  
 最小特征尺寸：20nm g+8OekzB5  
 总的调制高度：200nm [SjqOTon{  
 高度轮廓 ttaM.  
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 效率 DzAg"6=C
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 G*?8MTP8![  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm E+j/Cu  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 ^rB8? kt  
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 效率 [$ubNk;!z  
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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。 I }a`0Y&{  
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粗糙度参数： WJ]T\DI  
 最小特征尺寸：40nm /`Ug9,*  
 总调制高度：200nm m;$b'pT  
 高度轮廓 v8wq,CYV  
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`_6C{<O  
Gf%~{@7=u  
 效率 vRTkgH#4l  
1>.Ev,X+e  
IY1//9  
3#n_?-  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 xf'V{9*  
Ky`qskvu  
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粗糙度参数： <q)#  
 最小特征尺寸：40nm av(6wht8  
 全高度调制：400nm HRpte=`q  
 高度轮廓 cQjv$$&6[  
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 效率 b;L\EB  
mupT<_Y  
xPdG*OcX!  
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V~qNyOtA]  
 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。 E[OJ+ ;c  
uIY#e<)}G  
7. 总结 y1z4ik)Sd@  
 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)。 "BAK !N$9  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Oz.HH  
 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。 eB2a
-,  
 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。 l#&8x  
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