[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。 )} DUMq7  
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1. 建模任务 pj?XLiM54%  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 /ug8]Lo0  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 8Ry7
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2. 建模任务：正弦光栅 E1;@=#t2i  
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x-z方向(截面视图) 7?OH,^  
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光栅参数： 3Rm#-T s  
 周期：0.908um 9;Fbnp'  
 高度：1.15um
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(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) +7Kyyu)y@  
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3. 建模任务 )pw&c_x  
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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。 = sAn,ri  
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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。 UEak^Mm;=2  
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4. 光滑结构的分析 wPbkUVO  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 `k\
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 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% 9iN.3/T8  
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5. 增加一个粗糙表面 ry};m_BY  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 -
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 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。 s?WCnT  
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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)。 fJjgq)9  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 (_* wt]"'  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 l? #xAZx&_  
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6. 对衍射级次效率的影响 8l/[(] &  
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粗糙度参数： SEKN|YQV/t  
 最小特征尺寸：20nm us?&:L|!=  
 总的调制高度：200nm mN0=i(H<  
 高度轮廓 ps1YQ3Ep&  
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 效率 8YY|;\F)J~  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 9T2xU3UyY  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Z+s%;f;  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 HN5W@5m: .  
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 效率 <*'cf2Q$Av  
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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。 @b!"joEy  
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粗糙度参数： !7H6i#g*  
 最小特征尺寸：40nm O^{1RV3:,T  
 总调制高度：200nm V7CoZnz  
 高度轮廓 (VHND%7P  
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 效率  SVP:D3)  

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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。 K6\` __mLf  
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粗糙度参数： vM0_>1nN  
 最小特征尺寸：40nm _&{%Wc5W~F  
 全高度调制：400nm  o sdOw8  
 高度轮廓 wuK=6RL  
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"|LQK0q3  
 效率 <Q`&o@I  
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?_4^le[;  
a#(U2OP  
 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。 7s>a2  
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7. 总结 #;j9}N  
 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)。 Z}Cqd?_')  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 3l:XhLOj  
 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。 w-
FnE}"l  
 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。  0%Q9}l#7  
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