該案例介紹了一個(gè)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(wù)
一個(gè)正弦光柵不同衍射級次的嚴格分析和優(yōu)化。
對于該仿真，采用傅里葉模態(tài)法。
2. 建模任務(wù)：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(gè)具有均勻分布傳輸效率0級和±1級衍射級次，詳見(jiàn)案例341)
3. 建模任務(wù)
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(jìn)行嚴格的計算。
利用該分析器，也可以分別計算出現的每個(gè)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(gè)粗糙表面
VirtualLab光柵工具箱可將兩個(gè)界面進(jìn)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(guò)幾個(gè)選項來(lái)實(shí)現表面的變化(如周期化)。
第一個(gè)重要的物理參數稱(chēng)為”最小特征尺寸”。
第二個(gè)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(fā)生輕微不對稱(chēng)。
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(chēng)性增大。
7. 總結
VirtualLab的光柵工具箱可對任意形狀光柵結構進(jìn)行嚴格分析(如包含一個(gè)附加粗糙面的正弦光柵)。
對于這種類(lèi)型的分析，VirtualLab中采用全矢量傅里葉模態(tài)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(chǎn)生的影響可被估算。
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