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。 Za,rht l]tda( 1. 建模任务 \/=w\Tj
^yLiyR e\
5-rG 8 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 !F]7q]g 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 |VC|@ Q
G&ZpQ) 2. 建模任务:正弦光栅 m"3gTqG 2e~ud9, x-z方向(截面视图) q6E8^7RtS@ *\W
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rqa?A}' 光栅参数: tR`'( *wh 周期:0.908um w]2tb 高度:1.15um $'m&RzZ (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) eYSVAj
d3%1P)
3. 建模任务 N0UL1[ur
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 h$\+r<
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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。 [Ol}GvzJ7
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4. 光滑结构的分析 AH?T}t2
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 fMg3
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% ,V$PV,G
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5. 增加一个粗糙表面 Gvo|uB#
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2y_R05O0 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 /K+GM8rtE 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 ZmT
N e G8Zn<:s
Ndb_| MqA%hlq
8Xo`S<8VS !%v=9muay 8[2.HM$Y 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
]J`yh$a 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
drv"I[}{A 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
=aL=SC+ DM*GvBdR
kTCWyc C3m](%? 6. 对衍射级次效率的影响 kaKV{;UM P:`tL)W_ G/cE2nD 粗糙度参数:
^;KL` 最小特征尺寸:20nm
C}})dL;( 总的调制高度:200nm
CBj&8#8Z 高度轮廓
1m$< %t.> CO+[iJ,4C+
SL(
WE=H PA=.)8 WKHEU)'! 效率
xt{f+c@P
*jAw 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
rSGt`#E-s. jsXj9:X I 4 nIs+ 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
k@,&'imx 总调制高度:400nm 高度轮廓
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WJB/X"J zVSbEcr,C~ 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。 \|OW`7Q)k g91X*$`] 粗糙度参数: ~-1!?t/% 最小特征尺寸:40nm 81(.{Y839_ 总调制高度:200nm }!^/<|$= 高度轮廓 jl!rCOLt4
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效率 9}\{0;9
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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。 >:2B r(S
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粗糙度参数: Q t!X<.
最小特征尺寸:40nm C2~t
全高度调制:400nm h^u 9W7.
高度轮廓 dHE\+{K%-
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效率 NlBnV
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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。 H;&^A5
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7. 总结 T8ga)BA
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)。 (sngq{*%%z
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 kt.y"^
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。 %E!^SF?Y
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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