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。 zBwqIJfM ntB#2S 1. 建模任务 BFP@Yn~k
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QKz 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 VAjl?\}6 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 AS:k&t
8.^`~ta 2. 建模任务:正弦光栅 ]B8iQr-! " W{rS4L x-z方向(截面视图) QmGK!
H>3 l-20X{$m:
I![/bwObG 光栅参数: Wd(|w8J{a 周期:0.908um ]9'F<T= $_ 高度:1.15um 3D5adI<aq" (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) ",[ /pb
nRw.82eK.
3. 建模任务 7h!nt=8Y
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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。 Xs"d+dc
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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。 J8@+)hn
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4. 光滑结构的分析 A,4}
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 $Op:-aW&
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% EL2z&
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5. 增加一个粗糙表面 ygQAA!&']
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]^a{?2ei VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 bZQ_j#{$ 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。 TC:t!: HC>k/Gk"
la]Zk SokU9n!
`@:k*d 5:EE%(g9 ?4Zo0DiUB 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
REk^pZ3B 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
:O;uP_r9 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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4; m !#WJ(zSq 6. 对衍射级次效率的影响 KDDx[]1Q n{c-3w.uD b&pL}o?/k 粗糙度参数:
+gb"}
cN 最小特征尺寸:20nm
VOp+6ho< 总的调制高度:200nm
-PiZvge 高度轮廓
6". v6 FvBnmYnW
.Na'yS `J j2%#xZ{33 Z2k5qs7g 效率
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_eaK:EW 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
HR?a93 Ymg,NkiP0 .[o?qCsw 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
~NO'8Mr 总调制高度:400nm 高度轮廓
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P
mDIN%/S' B+=Xb;p8 效率
p{rzP,Pb& a[V4EX1E
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。 GG`;c?d@ ot,e?lF 粗糙度参数: At8^yF
最小特征尺寸:40nm >zcp(M98 总调制高度:200nm %@[ ~s,6< 高度轮廓 1`EkN0iZ
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效率 5!^?H"#c
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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。 -D,kL
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粗糙度参数: Ng<oz*>U
最小特征尺寸:40nm TY*q[AWG
全高度调制:400nm W!WeYV}kb
高度轮廓 nM&UdKf3
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效率 E,:E u<
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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>2NY
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7. 总结 9Kd:7@U
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)。 ?>o|H-R~5Z
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 uNRT@@oCq
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。 G .k\N(l
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。 jneos~ 'n8
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