下面是一个关于正弦光栅仿真的详细介绍，该光栅具有随机变化的粗糙度结构。我们将逐一分析其对衍射级次，特别是衍射效率的影响。
1. 建模任务概述
我们将对正弦光栅进行严格的建模与分析，探讨不同衍射级次的特性，并采用傅里叶模态法进行仿真。
2. 正弦光栅参数
光栅的参数如下：周期为0.908um，高度为1.15um。这些参数确保了0级和±1级衍射级次具有均匀分布的传输效率，如同案例341所详述的。
3. 使用VirtualLab光栅工具箱
VirtualLab提供了强大的光栅级次分析器，能够精确计算光栅的衍射效率。
通过此分析器，我们可以分别计算每个出现的衍射级次的衍射效率。
4. 光滑结构分析
计算得到的衍射效率结果可以在级次采集图中直观展示。对于光滑结构，参数稳定时，0级和±1衍射级次的传输效率大约为32%。
5. 引入粗糙表面
利用VirtualLab光栅工具箱，我们可以将两个界面（如光滑表面与粗糙表面）进行组合，从而形成具有粗糙表面的光栅。
这个粗糙表面可以通过几个选项来实现表面的各种变化，如周期化等。
在此过程中，我们将遇到两个重要的物理参数：“最小特征尺寸”和“总调制高度”。
6. 粗糙度对衍射级次效率的影响
当我们在模型中引入粗糙度参数时，如最小特征尺寸为20nm，总调制高度为200nm等，我们会发现粗糙表面对效率产生微妙的影响。
随着总调制高度的增加，如400nm，±1级衍射效率会出现轻微的不对称性。当最小特征尺寸增大到40nm时，0级衍射的透射效率会有所降低。
对于非常粗糙的表面，0级衍射效率会大幅降低，同时±1级衍射效率的不对称性会进一步增大。
7. 总结
VirtualLab的光栅工具箱为分析任意形状光栅结构提供了强有力的手段，尤其是当光栅包含附加的粗糙表面时。
该工具采用全矢量傅里叶模态法进行严格分析，能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。
通过VirtualLab光栅工具箱，我们可以将光栅表面的粗糙度纳入考虑，从而估算由加工引起的结构差异对光栅性能的影响。