[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。 b&X- &F  
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1. 建模任务 hb'S!N5m  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 DYkNP:+  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 k2o98bK&;  
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2. 建模任务：正弦光栅 8.bIP ju%v  
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x-z方向(截面视图) =m6;]16D  
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光栅参数： ^c" wgRHc<  
 周期：0.908um 0@[]l{N  
 高度：1.15um p5&:>>  
(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) d-w#\ ^  
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3. 建模任务 X-O/&WRYQ  
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S,,,D+4  
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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。 (<!Yw|~  
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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。 ~p^&`FA  
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4. 光滑结构的分析 J P'|v"  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 H7!j5^  
 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% ~Qjf-|  
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5. 增加一个粗糙表面 S?n,O+q  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 uzjP!qO  
 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。 luAmq+  
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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)。 }: v&Nc  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Q@zD'G>  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 {z:aZ]QhKc  
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6. 对衍射级次效率的影响 iOk^RDG+  
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粗糙度参数： RQ}0f5~t  
 最小特征尺寸：20nm (Q~ p"Ch  
 总的调制高度：200nm I6!~(ND7  
 高度轮廓 +zM
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xx[XwN;  
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X.^S@3[  
 效率 $mfZ{  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <7-Qn(m,  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm XNODDH  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 PX7@3Y  
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X6hm,0[  
R'M=`33M  
 效率 tCZ3n  
-.XICKz  
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 QnHb*4<  
!$}:4}56F  
粗糙度参数： -%R3YU3  
 最小特征尺寸：40nm r57CyO  
 总调制高度：200nm AunX[X9  
 高度轮廓 %+BiN)R*x  
zvJQ@i"Z  
H?\b   
A5U//y![{  
 效率 \q2:1X|  
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uO=yQ&  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 "gau
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e+`LtEve0  
w +pK=R  
粗糙度参数： "}"hQ.kAz  
 最小特征尺寸：40nm v2Lx4:dzi  
 全高度调制：400nm H[H+s!)"  
 高度轮廓 OAlV7cfD  
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 效率 Q&Q$;s3|Y  
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yiourR)H<  
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I[P43>F3  
 对于较粗糙的表面，0级衍射效率大幅降低，而且±1级衍射效率的不对称性增大。 W
DrC  
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7. 总结 Q:nBx[%  
 VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 q oA?  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 aXOW +$,  
 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。 I%
4)%  
 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。 ">-J+ST%  
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