[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。 9ESV[  
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1. 建模任务 Wdga(8t  
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C<w&mFozL  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Q|U [|U  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 ^f,%dM=i=  
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2. 建模任务：正弦光栅 >Nx4 +|  
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x-z方向(截面视图) T#[#w*w/  
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光栅参数： ,"YTG*ky  
 周期：0.908um [N<rPHT  
 高度：1.15um Z.s0ddMs  
(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) Oq)7XL4  
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3. 建模任务 .kgt?r  
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fX>y^s?y  
 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。 J=HN~B1  
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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。 Yvu?M8aK!  
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4. 光滑结构的分析 .8;0O M  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 wt
i  
 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% y! QYdf?  
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5. 增加一个粗糙表面 Zq5~M bldh  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 fVdu9 l  
 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。 \^jRMIM==  
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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)。 aK 3'u   
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ;mPX8bT  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 3Vak C  
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6. 对衍射级次效率的影响 >`0mn|+  
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粗糙度参数： NOKU2d4 G  
 最小特征尺寸：20nm E=`/
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 总的调制高度：200nm )V&hS5P=S  
 高度轮廓 E]=>@EX  
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X; 6=WqJj  
 效率 *N"CV={No  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 M}Xf<:g)  
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W+5. lf=2>  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Iga#,k+%  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 c] t@3m  
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 效率 qI${7  
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 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 j-.Y!$a%6  
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粗糙度参数： -Tn%O|#K  
 最小特征尺寸：40nm GR4DxlX  
 总调制高度：200nm VqxK5  
 高度轮廓 oR/_{#Mz"  
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 效率 iq[IZdza  
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P{yb%@I~J  
D/GE-lq  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ?_cOU@n  
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粗糙度参数： To5hVL<Ex"  
 最小特征尺寸：40nm Vu=/<;-N  
 全高度调制：400nm UGj |)/  
 高度轮廓 5t"FNL <(M  
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 效率 0!7p5  
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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。 w6WPfy(/2  
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7. 总结
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 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)。 XM
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 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 cD}]4  
 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。 Bc[~'gn  
 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。
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