[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。 9o|=n'o  
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1. 建模任务 O@@=ZyYwc  
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 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }B=`nbgIG7  
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 sLGut7@Sg  
+Ar=89  
2. 建模任务：正弦光栅 l.ri]e  
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x-z方向(截面视图) y$=$Yc&Ub  
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光栅参数： m{(G%n>E&  
 周期：0.908um @Sxb}XI!f  
 高度：1.15um {5
tb.{  
(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) I:4m]q
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3. 建模任务 yQA6w%  
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oMH-mG7:K  
 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。 7^}np^[HB  
26yjQ  
 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。 0{0|M8  
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4. 光滑结构的分析 {H FF|Dx  
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 3urL*Fw,  
 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% ku=o$I8K  
M=Y}w?  
0^l|W|.Z  
fAHK<G4  
5. 增加一个粗糙表面 yi7m!+D3  
7,.Hj&'B  
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 &/K:zWk3mx  
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 9C?;'  
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5,3Yt~\m  
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V2< 4~J2:9  
(DzV3/+p^  
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 F$l]#G.@A  
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 >heFdKq1  
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 %k
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6. 对衍射级次效率的影响 h{s- e.  
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粗糙度参数： f0S&_gt  
 最小特征尺寸：20nm EeW%5/;  
 总的调制高度：200nm ET;=o+\d  
 高度轮廓 yQkj4v{  
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 效率 -"u9s[L{  
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 j5lSu~  
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm B>dX
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 总调制高度：400nm 高度轮廓 O2[uN@nY  
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 效率 K1S)S8.EZ8  
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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。 $_N<! h*\  
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粗糙度参数： (h
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 最小特征尺寸：40nm q4)8]Y2  
 总调制高度：200nm vM5u]u!  
 高度轮廓 :Gyv%>.  
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 效率 XP
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 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 0)}bJ,5/  
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粗糙度参数： ~`Q8)(y<#$  
 最小特征尺寸：40nm $xT'cl/IH  
 全高度调制：400nm &M$s@FUY  
 高度轮廓 Q<$I,C]  
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 效率 y:Ycn+
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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。 Z{/0P  
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7. 总结 Z2d,J>-  
 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)。 T9enyYt%  
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 a%Ky;ys  
 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。 7[)4k7  
 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。 ?YR/'Vq97  
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