[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。 [>9is=>o.  
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1. 建模任务 {{1G`;|v9  
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x~sBzTa  
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 E`J@hl$N  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 $Kd>:f=A  
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2. 建模任务：正弦光栅 ;@
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x-z方向(截面视图) &3&HY:yF  
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光栅参数： d=^z`nt !R  
 周期：0.908um p}P-6&k,U  
 高度：1.15um ABkl%m6xf  
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) ipz5H*  
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3. 建模任务 [B3RfCV{  
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 VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 !m$jk2<  
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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。 <N@Gu
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4. 光滑结构的分析 cCX*D_kCB  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 7z-[f'EIUI  
 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% ,?3G;-  
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5. 增加一个粗糙表面 .V*^|UXbHi  

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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 iQ{VY ^ 0  
 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`UJ1eJ  
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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)。 7o4\oRGV  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 > P)w?:k  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 cZ06Kx..  
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6. 对衍射级次效率的影响 [ 3HfQ  
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粗糙度参数： W%J\qA  
 最小特征尺寸：20nm A=4OWV?  
 总的调制高度：200nm 5X+A"X ;C  
 高度轮廓 qb4z T
 
Je{ykL?N  
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 效率 u&NV,6Fj2[  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 h\e.e3/  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm g5yJfRLxp  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 a =QCp4^  
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 效率 c|%6e(g"L  
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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。 v1[29t<I!  
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粗糙度参数： *or(1DXP8  
 最小特征尺寸：40nm  `]X
>V,  
 总调制高度：200nm kl`W\tF  
 高度轮廓
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 效率 Z7#+pPt!  
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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。 i$@:@&(~Y  
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粗糙度参数： "{n&~H`  
 最小特征尺寸：40nm RpK@?[4s  
 全高度调制：400nm Jvi#)  
 高度轮廓 ^"g~-  
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 效率 G3 m Z($y  
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nu^436MSOa  
 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。 )7d&NE_  
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7. 总结 ebq4g387X  
 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)。 Mhu*[a=;x  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ,bd_:  
 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。 N;d] 14|  
 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。 cR{#V1Z  
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