[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。 /\rq$W_  
A[kH_{to;  
1. 建模任务 xXZKj  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 N?;o_^C  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 d&uTiH?0  
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2. 建模任务：正弦光栅 ^,lZ58 2  
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x-z方向(截面视图) *W12Rb2  
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光栅参数： hF"g91P  
 周期：0.908um *Ca)RgM  
 高度：1.15um tvT8UW'  
(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) mSzpRa  
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3. 建模任务 GWhAjL/N  
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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。 f&}A!uLe4x  
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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。 ~59`S#ax/l  
d:hL )x  
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4. 光滑结构的分析 2l@"p!ar=  
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,LW+7yD  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 }l(m5  
 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% 6WN(22Io  
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5. 增加一个粗糙表面 Ae j   
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 -~\.n  
 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。 jD/7/G*  
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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)。 yYToiW *  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 0^9:KZ.!  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 |vfujzRZ  
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6. 对衍射级次效率的影响 G7Z vfLR{:  
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粗糙度参数： 6KEykw j  
 最小特征尺寸：20nm lMBX!9z  
 总的调制高度：200nm 1t~FW-:  
 高度轮廓 7k[pvd|L  
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 效率 @%OPy|=,{  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 x*me'?q  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm Ak5[PBbW  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 eQU-&-wt0  
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Y^R?Q'  
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 效率 7q%|4Z-~  
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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。 ]By0Xifew  
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粗糙度参数： *wC\w  
 最小特征尺寸：40nm q.=^iz&m  
 总调制高度：200nm e9CP802#2  
 高度轮廓 %cH8
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 效率 l`@0zw+  
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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。 )v%l0_z{  
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I@n*[EC   
粗糙度参数： &Nc[$H7<  
 最小特征尺寸：40nm <7=&DpjI7F  
 全高度调制：400nm (VgNb&Yo9  
 高度轮廓 [IiwNqZ[~  
+J|+es  
VmN}FMGN  
 效率 Hm>-LOCcl  
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807al^s x  
 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。 A-Mj|V  
B@-|b  
7. 总结 kMM'[w  
 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)。 {!L=u/qs"  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 0|g[o:;fl_  
 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。 '%R<"  
 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。 Pp,Um(  
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