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。 ]F@md(J `>sqP aD 1. 建模任务 li%-9Jd
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&1h3o^K 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 "qj[[LQ 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 `U g.c
kH&ZPAI 2. 建模任务:正弦光栅 poe Xi\e!( "T&uS1+=c x-z方向(截面视图) '.K,EM!-~h KvD$`"L/CT
xF/D YXC{8 光栅参数: Q
jBCkx]g 周期:0.908um gPwp
[ 高度:1.15um vLS9V/o (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) JG<3,>@%
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3. 建模任务 AfEEYP)N
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 - X_w&
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 @
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4. 光滑结构的分析 ->hxHr`!%a
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 S1zw'!O5
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% :'dc=C
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5. 增加一个粗糙表面 lkZC?--H
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8@aS9th$ VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 nTU~M~gky 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。 | q16%6q #(IMRdUf
BNCJT$tYX SU'1#$69F
;0!Wd tTFoS[V x#0@$ 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
4) iEj 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
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E|zY% 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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r65NKiQD _A|\.(t 6. 对衍射级次效率的影响 `7%eA9*.m ?+O|mX}`- GQ0 (&I 粗糙度参数:
G^ZkY 最小特征尺寸:20nm
wmr%h q 总的调制高度:200nm
,Q#tA|:8j 高度轮廓
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YaZt+WA r)5\3j[P bus=LAJt= 效率
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7oe@bS/Z 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
x\hn;i< iB3+KR xnQGCw?S&} 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
gZEA;N:H%< 总调制高度:400nm 高度轮廓
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P>T*:!s ; @!a]qAt 效率
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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。 Px7g\[] HjK<)q8b 粗糙度参数: T{H#]BF<E 最小特征尺寸:40nm TnBG MI,g' 总调制高度:200nm FV6he[, 高度轮廓 9h38`*Im;
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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。 ({_:^$E\
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粗糙度参数: Kpp*^
最小特征尺寸:40nm aBVEk2 p
全高度调制:400nm C|d!'"p
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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。 6KCCbg/
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7. 总结 i9@;,4f
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)。 22Y!u00D
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 gKs/T'PW
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。 3dxnh,]&@
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。
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