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。 Z^tGu7x
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1. 建模任务 |PM m?2^ R
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一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 {tzx A _
对于该仿真，采用傅里叶模态法。 A'eA u
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2. 建模任务：正弦光栅 dl/X."iv!
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x-z方向(截面视图) 0U&d q#
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光栅参数： \5[-Ml
周期：0.908um zv%J=N$G
高度：1.15um {fG|_+tl3o
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次，详见案例341) J@bW^>g*6u
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3. 建模任务 Fd !iQ
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Dsb(C oWw
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利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 uZ[/%GTX{)
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4. 光滑结构的分析 (@?eLJlT
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计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 y*KC*/'"
对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 4hNwKe"Ki
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5. 增加一个粗糙表面 X<K9L7/*
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VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |B|@G F?:
因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 y$h"ty{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)。 w@-b
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Z%;)@0~f
第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 \Jf9npz3
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6. 对衍射级次效率的影响 cI3KB-lM#
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粗糙度参数： uA^hCh-js
最小特征尺寸：20nm 9RB`$5F ;
总的调制高度：200nm z1}1*F"
高度轮廓 9C?c m:
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效率 uwId
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粗糙表面对效率仅有微弱的影响 $ {@q?iol
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粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm 4y1>
总调制高度：400nm 高度轮廓 kI<Wvgo L
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效率 '6+Edu~Ho)
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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。 d<_NB ]V&F
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粗糙度参数： n{L:MT9TD
最小特征尺寸：40nm `i9N )3
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总调制高度：200nm FQ0KU b}0
高度轮廓 PaxK^*
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效率 keaj3#O
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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。 ;m' '9z)2
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粗糙度参数： 2+,5p
最小特征尺寸：40nm u]P 03B
全高度调制：400nm |>Z&S=\I)
高度轮廓 epn#qeX
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效率 r)OO&. P@j
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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。 H_Iim[v#
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7. 总结 8 ~.iuFp
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)。 ]7v 81G5E
对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Wx}M1&d/J
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。 /8=:qIJYA
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。 MF&3e#mdB
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