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。 '.]<lh! Q%W>m0% 1. 建模任务 45H9pY w
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ujf7r`;u. 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 U~w8yMxX 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 O~|Y#T
a H\A 2. 建模任务:正弦光栅 U$WGe >, &q +l5L" x-z方向(截面视图) U+[h^M$U <vt}+uMzXv
]U&<y8Q_6 光栅参数: <8^ws90Y 周期:0.908um DDj:(I?,w 高度:1.15um {a]u (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) o|w
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3. 建模任务 yIg^iZD
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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。 LTuT"}dT[
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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。 >J#/IjCW
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4. 光滑结构的分析 F<b/)<Bm=
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z:=E-+
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 Jp=
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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% ^oR
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5. 增加一个粗糙表面 5}a.<
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FL b VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 <
<F 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。 6 X'#F,M O*lE0~rJ
P9 y+rF. KGc!#C
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yYrFk^ lbPn< 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
5F!i%{XQvm 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
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cM vlk 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
C-g,uARX(r Yj'"Wg
wd3OuDrU Jp|eKZ 6. 对衍射级次效率的影响 F6}YM| 9W,%[ ) I(9qt>Y 粗糙度参数:
g yegdky3 最小特征尺寸:20nm
;-_ZWk] 总的调制高度:200nm
?H>^X)Ph 高度轮廓
h50]%tp\ P4.)kK.3q|
lM#,i\8Q ,v`03?8l( `TH\0/eE 效率
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Zrj#4E1 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
Af r*' Xk1uCVUe5 :*^aSPlV 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
";7/8(LBZ 总调制高度:400nm 高度轮廓
sLFZ61rT j-VwY/X
$$EEhy w'XN<RWA 效率
x-W~&`UU 1yqsE`4f
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。 qM6hE.J Bs|Xq'1M!; 粗糙度参数: Z>3m-:-e 最小特征尺寸:40nm Y[_|sIy* 总调制高度:200nm ,In%r`{i 高度轮廓 jatlv/,
Vw.)T/B_D
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效率 =qpGAv_#
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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。 2,^> lY
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粗糙度参数: 0pG +yec
最小特征尺寸:40nm (:O6sTx-hE
全高度调制:400nm "C(yuVK1G
高度轮廓 ob'"
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效率 :I7mMy*
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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。 l'@!'
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7. 总结 R9Wr?
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)。 5S_fvW;
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 s6Dkh}:d
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。 V6'u\Ch|
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。 |=0w_)Fa]
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