該案例介紹了一個正弦光柵的仿真，該光柵表面具有隨機變化的粗糙度結構。此外，分析了對衍射級次的影響，特別是衍射效率。

1.建模任務

?一個正弦光柵不同衍射級次的嚴格分析和優化。

?對于該仿真，采用傅里葉模態法。

 

2.建模任務：正弦光柵

x-z方向(截面視圖)

光柵參數：

?周期：0.908um

?高度：1.15um

(這些參數提供了一個具有均勻分布傳輸效率0級和±1級衍射級次，詳見案例341)

3.建模任務

?VirtualLab光柵工具箱提供的光柵級次分析器，可對光柵衍射效率進行嚴格的計算。

 

?利用該分析器，也可以分別計算出現的每個衍射級次的衍射效率。

4.光滑結構的分析

?計算衍射效率后，結果可在級次采集圖中顯示。

?對于光滑結構，參數平穩，0級和±1衍射級次的傳輸效率大約為32%

5.增加一個粗糙表面

?VirtualLab光柵工具箱可將兩個界面進行組合(如添加)。

?因此任意光柵形狀(如正弦光柵)可以與粗糙表面組合，形成粗糙光柵面型。

?該粗糙面有可通過幾個選項來實現表面的變化(如周期化)。

?第一個重要的物理參數稱為”最小特征尺寸”。

?第二個重要的物理參數是定義”總調制高度”。

 

6.對衍射級次效率的影響

粗糙度參數：

?最小特征尺寸：20nm

?總的調制高度：200nm

?高度輪廓

?效率

?粗糙表面對效率僅有微弱的影響

?粗糙度參數：

?最小特征尺寸：20nm

?總調制高度：400nm

?高度輪廓

?效率

?由于粗糙表面的總調制高度變大，±1級衍射效率發生輕微不對稱。

粗糙度參數：

?最小特征尺寸：40nm

?總調制高度：200nm

?高度輪廓

?效率

?更大的”最小特征尺寸”降低了0級衍射的透射效率。

粗糙度參數：

?最小特征尺寸：40nm

?全高度調制：400nm

?高度輪廓

?效率

?對于較粗糙的表面，0級衍射效率大幅降低，而且±1級衍射效率的不對稱性增大。

 

7.總結

?VirtualLab的光柵工具箱可對任意形狀光柵結構進行嚴格分析(如包含一個附加粗糙面的正弦光柵)。

?對于這種類型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里葉模態法。

?光柵級次分析器能夠計算全部或特定衍射級次的衍射效率。

?利用VirtualLab光柵工具箱，光柵表面的粗糙度可被加以考慮。因此，由于加工引起的結構差異產生的影響可被估算。

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