[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。 _Xe< JJvq  
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1. 建模任务 )W3l{T(  
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5,fzB~$TX(  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 7hE=+V8  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 U}TQXYAg  
p =O1aM  
2. 建模任务：正弦光栅 D~);:}}>  
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x-z方向(截面视图) At:C4>HE@  
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光栅参数： TR7TF]itb  
 周期：0.908um l0)6[yXK  
 高度：1.15um wEqCuhZ  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) n\,W:G9AR7  
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3. 建模任务 yIP IA%dJ  
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j$Co-b1  
 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。 21Opx~T3  
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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。 s"Wdbw(O'  

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4. 光滑结构的分析 +g&W423k_  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 -W,b*U  
 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% D\JYa@*?.h  
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A |B](MW%O  
5. 增加一个粗糙表面 *G4;  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 nEYJ?_55  
 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。 #SmWF|/  
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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)。 kW9STN  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 DDEn63{  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 uQlVzN.?  
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6. 对衍射级次效率的影响 bPEAG=l"-  
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粗糙度参数：
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 最小特征尺寸：20nm w,&RHQB  
 总的调制高度：200nm G[mYx[BTz  
 高度轮廓 %k~=iDk@  
3 V<8  
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 效率 #{(rOb6H)  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 p5*Y&aKj  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm F{[Q  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 )`)cB)s  
XxGm,A+>Ty  
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 效率 G8SJ
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c~V\,lcI  
 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。 A[oRi}=  
IpWl;i`__  
粗糙度参数： 5)vXmAD/0  
 最小特征尺寸：40nm ;tHF$1!J  
 总调制高度：200nm /1Eg6hf9B  
 高度轮廓 C$P3&k#W  
w/&#UsEIr  
)9*WmFc+#  
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 效率 UwLa9Dn^  
S&a44i  
xN5}y3  
pCq{F*;  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 0P|WoC
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Mqq7;w@(J  
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粗糙度参数： c9Cp!.#*E  
 最小特征尺寸：40nm gw H6r3=y(  
 全高度调制：400nm \t}!Dr+yN  
 高度轮廓 @~"0|,6VC  
N-^\e)ln  
J~==<?j:  
 效率 }{[F+|\>,e  
p%}oo#%J  
u~K4fP  
YcIk{_N3  
$zJ.4NA  
 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。 [j5L}e!T  
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7. 总结 )0NA*<Q+.  
 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)。 J<'4(}^|  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 -G{}8GM  
 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。 3N;X|pa  
 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。 spJB6n(  
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