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。 5'w&M{{9 Es\J%*\u 1. 建模任务 +Ll29Buyi
9U )9u["DH
}6{00er 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 wM-H5\9n 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 Q{miI
N
8A-*MU`+ 2. 建模任务:正弦光栅 VuK>lY& WqCj;Tj| x-z方向(截面视图) _oefp*iWS WZTv
,u-9e4 光栅参数: NH=@[t)P, 周期:0.908um MFWkJbZV 高度:1.15um zx+}>(U\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) i!(5y>I_
xsS;<uCD
3. 建模任务 <'hoN/g
I,]q;lEMt
(b"q(:5oX
#%#N.tB5
*#?9@0b@
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。 ]j$(so"
j*GS')Cm
利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 >dwWqcP
yKm6
8n^
Df(+@L5!
jj 'epbA
4. 光滑结构的分析 Rz*GRe
Z,~@_;F
CqU ^bVs
{QOy'
8/
计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 P/q]
u
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% tk:G6Bkid
qamq9F$V
@s,kx.S
13Q87i5B
5. 增加一个粗糙表面 1jPh0?BY
? 5OK4cR
hb}Qt Q VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 G2P:|R 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。 p&HO~J<w <HpUP!q8v
(>lH=&%zj lWP]}Uy=5~
r-]%R:U* {*
w _*
7$IR^ 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
5as5{"l 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
um( xZ6&m 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
<;1M!.)5 slP>;
{yd(n_PqY q [+KQ, 6. 对衍射级次效率的影响 :1]J{,VG _U^G*EqL* rcH{"\F_/ 粗糙度参数:
$Ny: At 最小特征尺寸:20nm
n +2>jY 总的调制高度:200nm
?_T[]I' 高度轮廓
m )r, G%K&f1q%
t7,$u- Gj[5ew?@ -%V~1 效率
=gZA9@]W2
la^K|!| 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
um2}XI nFn} i#*lK7 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
pP#|: % 总调制高度:400nm 高度轮廓
q_"w,28 -uhVw_qq#
sJ5#T iX \H1t<B, 效率
TS=U%)Ik {L7+lz
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。 X[SIk%{D v(,
tu/ 粗糙度参数: l701$>> 最小特征尺寸:40nm (io[O?te 总调制高度:200nm x]4>f[>*> 高度轮廓 u
Qg$hS
BE54L+$p
OgHqF,0MN
'X?Iho
效率 /1Ss |.
F4ylD5Y!
DwWm(8&6;}
1hc`s+N
更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 jBd=!4n
*R7bI?ow
`v'yGsIV
粗糙度参数: }
na@gn
最小特征尺寸:40nm oqg +<m
全高度调制:400nm 7=&+0@R#/d
高度轮廓 'Axe:8LA'
b%0@nu4
+Z]}ce
u"
效率 6:?mz;oP
xP27j_*m>
2av=W
}U%T6~_wR
NW&2ca
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。 BQs\!~Ux2
:%+9y @%
7. 总结 (.5Ft^3W
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)。 :u)Qs#'29
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 qt4%=E;[
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。 t%@u)b p
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。
6^2='y~e