[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。 ELPzqBI  
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1. 建模任务 /GqW1tcO  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ~}+F$&  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 AfB,`l`k  
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2. 建模任务：正弦光栅 XC%u`UG  
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x-z方向(截面视图) "]B:QeMeF!  
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光栅参数： 8k vG<&D  
 周期：0.908um D.su^m_1  
 高度：1.15um nF`_3U8e  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ,Y ./9F  
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3. 建模任务 c>mTd{Abi  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Cj'XL}  
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 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 z>}H[0[#  
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4. 光滑结构的分析 |q!O~<H@  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 {0?^$R8j  
 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% J@$KF GUs  
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5. 增加一个粗糙表面 \8Y62  

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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 xaI)d/  
 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。 T]oVNy  
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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)。 yo^M>^P\N  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Ky[s&>02  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 tY@+d*u  
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6. 对衍射级次效率的影响 bt'lT  
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粗糙度参数： ,8@q2a/  
 最小特征尺寸：20nm =C#22xqQ.  
 总的调制高度：200nm fL(_V/p^  
 高度轮廓 w
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b1:  
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 效率 y?'Z'  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 AGhr(\j  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm h^v+d*R N  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 yYH>~,  
vyBx|TR  
n#PXMD*  
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 效率 >)t-Zh:n  
9}T(m(WQVu  
 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。 {W'{A  
3[UaK`/1C  
粗糙度参数： }hA)p:  
 最小特征尺寸：40nm
+2#pP  
 总调制高度：200nm 8a;;MJ)  
 高度轮廓 Ow0(q^H<  
ra F+Bt`  
t vp kc;  
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 效率 3Vk<hBw2  
H2{&da@D5  
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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。 ^S:I38gR#q  
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粗糙度参数： 2OwO|n  
 最小特征尺寸：40nm f
BLR  
 全高度调制：400nm w|U7pUz  
 高度轮廓 yK>s]65&  
Na.)!h_Kn'  
QV8;c^EZ  
 效率 ejpSbVJ  
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,#.9^J  
 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。 iza.' Mm~  
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7. 总结 Q[.d  
 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)。 Mb+CtI_'  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 \eCQL(_  
 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。 g7r0U6Y  
 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。  )QB9zl:  
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