受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析

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。 f4+wP/n&
oEFo7X`t
1. 建模任务 E_Y!in 70
a+a6P5kJ
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UK,sMKbl1
 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 nvNF~)mu
 对于该仿真，采用傅里叶模态法。 HPt\ BK
2. 建模任务：正弦光栅 Zt=P 0
v.u 5%
x-z方向(截面视图) hH%fWB2(
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R?- zJ ;
FS!)KxC/-
光栅参数： a69e^;,>q
 周期：0.908um }Ujgd2(U
 高度：1.15um pFwJ:
(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) BS?$eai@:9
ji.?bKqHE
3. 建模任务 ]?oJxW.
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N`N?1!fM<}
A:yql`&s
 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。 $\~cWpv
R(cg`8
 利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 eQn[
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4. 光滑结构的分析 DQ[7p(
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 计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% d~h;|Bl[
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5. 增加一个粗糙表面 "zCT S
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 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 O|^J;fS:
 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合，形成粗糙光栅面型。 c14d0x{
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 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 k)X\z@I'
 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 U?5lqq
 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 v2p0EOS
s8P3H|0.-
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6. 对衍射级次效率的影响 }Q]-Y :
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粗糙度参数： i^ |G
 最小特征尺寸：20nm !IO\g"y~|%
 总的调制高度：200nm *FZav2]-
 高度轮廓 ',t*:GBZCf
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 效率 n]D io
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 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 'g'RXC}D>
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 粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm m6$&yKQ-=h
 总调制高度：400nm 高度轮廓 %Q &']
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q1x[hv3 pP
j2u'5kJ G
 效率 UntFkoO
Dc$q0|N=z
 由于粗糙表面的总调制高度变大，±1级衍射效率发生轻微不对称。 % -AcA
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粗糙度参数： I2*(v%.-
 最小特征尺寸：40nm 7iwck.*
 总调制高度：200nm ~_ZK93o(
 高度轮廓 ?< teHFj
H@$K/
[MwL=9;!H
a=A12<
 效率 0a8\{(w
.KC V|x;QW
Qj_)^3`e
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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。 KW[y+c u.#
h9<PP2.(
ly0L)L]\
粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm C,W_0=!e
 全高度调制：400nm 高度轮廓 U:n~S
N0kCdJv
.S#i/A'x
 效率 :.]EM*p?GV
"#7Q}d!x
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3ej237~F,L
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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。 RMT9tXe*5
[ij) k@.
7. 总结 1t &_]q_
 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)。 [7gz?9VyLF
 对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 2)|=+DN;
 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。 QK0]9
 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。 :.XlAQR~b
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