[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。 ^<-)rzTI  
U,Uy0s2r  
1. 建模任务 J(@" 7RX  
24k]X`/n  
A%?c1`ZxF  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 r5ldK?=k+*  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 uR{)%udu  
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2. 建模任务：正弦光栅 +])
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x-z方向(截面视图) YY:{/0?  
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光栅参数： S{N4[U?V>  
 周期：0.908um 0kj5r*qA  
 高度：1.15um sS;)d  
(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) cu foP&  
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3. 建模任务 i
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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。 Gf3-%s xA  
Y'~O_coG  
 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。 `^[Tu 1  
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4. 光滑结构的分析 d^nO&it  
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p+|8(w9A${  
 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 YVa,?&i=N  
 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% l7jen=(Zb;  
NQ;X|$!zH  
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PN?;\k)"  
5. 增加一个粗糙表面 Qs za,09  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 , +J)`+pJx  
 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。 IB|6\uKn  
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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)。 keRLai7h  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 ^*`#+*C  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 X"d"a={]  
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6. 对衍射级次效率的影响 XZ]ji9'  
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粗糙度参数： vJGH8$%;,  
 最小特征尺寸：20nm 4]m{^z`1  
 总的调制高度：200nm n0co* ]X+k  
 高度轮廓 BK4S$B  
z"yW):X  
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 效率 \9OKf|#j  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 L-E?1qhP>  
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467"pqT  
 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm X9|*`h<  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 h7fytO  
0(Y,Q(JTo&  
4[x`\  
zn^7#$fC  
 效率 lMu9Dp  
6M7GPHah  
 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。 Ewr2popK  
2e1%L,y{W  
粗糙度参数： oY0b8=[  
 最小特征尺寸：40nm $dKfUlO  
 总调制高度：200nm ]zyT_}&  
 高度轮廓 N".BC|r  
"]G'^  
mMllen  
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 效率 `3ha~+Goo!  
zF^H*H  
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?'a>?al%>  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 ]!^wB 3j  
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5<`83;R9  
粗糙度参数： ktynI
N  
 最小特征尺寸：40nm iR9duP+  
 全高度调制：400nm iOhX\@&  
 高度轮廓 xLFMC?I  
J`0dF<<{[y  
=J)-#|eZG  
 效率 R'tvF$3=i  
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 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。 /*fx`0mY)  
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7. 总结 n(#yGzq  
 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)。 w/ZP.B  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 b|k^   
 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。 &E0^Jz  
 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。 {`*Fu/Upb  
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