[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。 &+E'1h10  
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1. 建模任务 %\(y8QV  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ^DW#  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 <|KKv5[  
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2. 建模任务：正弦光栅 r85Xa'hh  
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x-z方向(截面视图) [a>JG8[,t  
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光栅参数： @\%)'WU  
 周期：0.908um 48 c D3w  
 高度：1.15um D&z'tf5  
(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) t6<sNzF&  
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3. 建模任务 9Sx<tj_4P{  
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(PsSE: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。 L#7)X5a__  
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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。 eZR8<Z%  
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4. 光滑结构的分析 e~t}z_>F  
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,IT)zCpaBP  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 LRCS)UBY(.  
 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% uJIRk$  
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5. 增加一个粗糙表面 aV?}+Y{#  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ~/|unV  
 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。 `jUS{ 3^  
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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)。 3h D2C'KD  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 U&w5&W{F}  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 6XOpB^@  
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6. 对衍射级次效率的影响 SRG!G]?-  
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粗糙度参数： 0IPhVG~#  
 最小特征尺寸：20nm 1)/T.q<D"  
 总的调制高度：200nm ;GSFQ:m[  
 高度轮廓 Pv2nV!X6  
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 效率 YW$x:  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 UB&S 2
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1&@wb'MBs.  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm O 44IH`SI  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 TJw.e/  
B'gk/^6$eg  
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 效率 SG|i/K|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。 5k%N<e``  
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粗糙度参数： ANpY qV  
 最小特征尺寸：40nm
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 总调制高度：200nm ZnhuIAAG  
 高度轮廓 rd
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u.L8tR:(  
 效率 9y|&T  
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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。 (+Kof  
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粗糙度参数： >/HU
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 最小特征尺寸：40nm 69I.*[  
 全高度调制：400nm vkd<l&zD  
 高度轮廓 <#x%A0  
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 效率 GwpBDMk  
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 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。 x<y[na  
/2\=sTd  
7. 总结 KjfKo;T  
 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)。 pQMpkAX  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 0)Xue9A
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 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。 OTHd1PSOu  
 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。 FZ.z'3I  
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