[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。 0A.PD rM:  
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1. 建模任务 'GkvUrD9D$  
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HiC  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 {(;B5rs  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 F=srkw:*.  
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2. 建模任务：正弦光栅 /9pbnzn  
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x-z方向(截面视图) `|Ey)@w  
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光栅参数： bhYU5I 9  
 周期：0.908um *6XRjq^#  
 高度：1.15um WHP;Neb6  
(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) AuAT]`  
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3. 建模任务 *<r%aeG$em  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 yw'ezpO"  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 as(*B-_n~  
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3T1P$E" m  
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4. 光滑结构的分析 ZOuR"9]  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 @0|nq9l1  
 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% <1 S+'  
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5. 增加一个粗糙表面 V9T 4+  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Ff<)4`J  
 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。 "y$ qrN-  
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xl8#=qmCD  
vU}: U)S  
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P>wZ~Hjk  
 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 "15=ET  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 BSKEh"f  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 DWrb
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YBvd q1  
O&V[g>x"U  
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6. 对衍射级次效率的影响 )b92yP{  
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粗糙度参数： y9!:^kDI  
 最小特征尺寸：20nm f=m/ -mAA  
 总的调制高度：200nm 6V2j*J  
 高度轮廓 _2OuskL  
~^7r?<aKc  
:B.G)M\  
A"4@L*QV  
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 效率 QKccrAo  

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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 L\L"mc|O  
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Pm^lr!3p  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 0`n 5x0R  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 nY0sb8lZJ  
E>}q2  
QNArZ6UQ  
1lcnRHO  
 效率 kA^A mfba  
J=*K"8Qr  
 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。 s.:r;%a  
Wc|z7P~',%  
粗糙度参数： 5UOk)rOf  
 最小特征尺寸：40nm VR4%v9[1  
 总调制高度：200nm tpYa?ZCM  
 高度轮廓 tjxvN 4l  
dy:d=Z  
/{X_ .fv<v  
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 效率 H$tb;:  
KlUqoJ;"  
UX_I6_&  

uyT/Xzo3  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 0H[LS  
U$'y_}V  
"}zda*z8  
粗糙度参数： z-@-O  
 最小特征尺寸：40nm ?N>pZR  
 全高度调制：400nm m r4b  
 高度轮廓 ~/|zlu*jpc  
r1Z<:}ZwK  
% {Q-8w!  
 效率 <&U!N'CE  
C).2gQ G  
f1Zt?=  
;'3]{BGcU  
]yLhJ_^  
 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。 D1Yh,P<CF\  
[6RfS  
7. 总结 ~lw<799F6  
 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#vlBL  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 SRCOs1(EK9  
 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。 Jqru AW<  
 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。 GBbhar},g  
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