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。 r !iuwE@   ^4NH.q{   1. 建模任务 Xy&#}S}9   6<nO2GW   OG`Oi^2   Jl ?Q}SB    一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Ka{Z oi]    对于该仿真，采用傅里叶模态法。 E1_4\S*z   2. 建模任务：正弦光栅 iK:]Q8b   WQL`;uIX   x-z方向(截面视图) &X(-C9'j   oFp&j@`k8j   |pY0IqO   fh<G&E8 p   光栅参数： k({8C`&tK/    周期：0.908um X_l,fu^C#$    高度：1.15um !o!04_   (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) [Nc Ok,   ;0gpS y$#   3. 建模任务 VRt*!v<")   )`-]nMc   yqwr0yDAl   JM%#L*;   &@-glF5    VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器，可对光栅衍射效率进行严格的计算。 )' #(1 ,1k   gId+hxFa:r    利用该分析器，也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 V   ""   _I!&w!3oM   Ls{fCi/2F   6 -}gqkR   4. 光滑结构的分析 H_FhHX.2(   8>9+w/DL    .@Cshj   Jhc S    计算衍射效率后，结果可在级次采集图中显示。 对于光滑结构，参数平稳，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 4{KsCd)   f14c}YY   _#:1Axx1   9iE66N>z   5. 增加一个粗糙表面 =Wa\yBj_;m   lTXU   |*$_eb    VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 9@06]EI_    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。 9':$!Eoq   ~7 TzUb   Y$^\D'.k   |.A>0-']M   d,)L,J   E_oe1C:    该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 51 vK>    第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 C0RwW??t    第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 o[6hUX0tN   i`~y%y   Gf?KpU   ?*4zNhL   6. 对衍射级次效率的影响 QS}=oOR@k   $m>e!P>%u   jo^*R'}   粗糙度参数： heWb(E&    最小特征尺寸：20nm ,n*.Yq    总的调制高度：200nm XHr{\/4V    高度轮廓 o2~x'*A0I   FyEl@ }W   uOQ5.S+   5 Jhl4p}w   |1D` v9    效率 vF,l?cU~   [H6>]&    粗糙表面对效率仅有微弱的影响 <Yc:,CU   G\Me%{b#   1 wG1\9S    粗糙度参数： 最小特征尺寸：20nm RY'y%6Z]ZO    总调制高度：400nm 高度轮廓 Fv9Z'#t   "hfwj`U   m{*l6`dF   md0=6< }P    效率 OH~t\fQ1Zf   [Z0e$    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。 Vr*t~M>   =BtE duz   yS*PS='P   粗糙度参数： so7;h$h!H    最小特征尺寸：40nm aqB^ %e    总调制高度：200nm t`AD9 H"\!    高度轮廓 EVf'1^f   Ol? 2Qy.2)   j- A|\:   h@J`:KO    效率 Z|W=.RdA;   %Y@3)   =9c24j   B;m18LDu    更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 9hv\%_>o   2C-u2;X2   ?sO_c3^7z   粗糙度参数： 最小特征尺寸：40nm !rWib`%    全高度调制：400nm 高度轮廓 z'fS %uI   '/j`j>'!^   :* 'i\    效率 $\bH5|Hk]   oI>;O#   pQp}HD!-   -b{*8(d<I   {b?)|@)is    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。 uk1IT4+   K)qmJ-Gub   7. 总结 0h7\zoZ5    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)。 C?B7xK    对于这种类型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 y|p:^41Ro    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。 gQ?k}D    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。 $d"6y

'~@WJKk

g9gyWz