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。 vdivq^%=a KX ,S 1. 建模任务 *2pt%eav
_n0CfH.v
>E;uU[v)I 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 fphv 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 >%}C^gu)
QwW&\h[8? 2. 建模任务:正弦光栅 AYqX| %9KldcQ}~ x-z方向(截面视图) c}lb%^;)E q9KHmhUD
X5zDpi|Dq 光栅参数: S 6@u@C 周期:0.908um yj 3cyLXw 高度:1.15um Yb|c\[ % (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) ]sf7{lVT
?GKb7Oj
3. 建模任务 7Wf/$vRab
!JHL\M>A5
T0wW<_jh
W9 GxXPA
! `
VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 W,V:R
1gL2ia
利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 '.IW.{;$
dyz2.ZY~2
U6glp@s
M'7f O3&|
4. 光滑结构的分析 }|0^EWL
pnl{&<$C%C
!`Fxa4i>
]l_\71
计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 D=q:*x
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% n,vct<&z@
mitHT :%r2
T,,WoPU8t
nsu@h
5. 增加一个粗糙表面 ^bGNq
X
1{)5<!9! l
: %lTU VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 gh/EU/~d 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 F+YZE[h% ~qiJR`Jj
ity & v9 6dq(T_eG
J{.{f 5V?&8GTe 5Yg'BkEr 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
@6Y?\Wx$w 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
H4WP~(__ 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
>6ni")Q9 +SP{hHa^
xT3BHnQ( ? ^0:3$La 6. 对衍射级次效率的影响 \\iQEy<i FvaUsOy" ^h(ew1: 粗糙度参数:
]AINKUI0 最小特征尺寸:20nm
iOd&BB6 总的调制高度:200nm
ak7bJ~)X= 高度轮廓
j@n)kPo,1 kYzIp
`!obGMTQ< ef8s<5"4 &Qf/>@ l} 效率
"M<8UE \n
P{8iJ`rBG 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
0!4Ts3qn1 ;"a=gr I,E?h?6Y 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
QE^$=\l0 总调制高度:400nm 高度轮廓
9&$y}Y /j#n
:vmH]{R 'j`=if 效率
8v:T.o;< ..IfP@
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。 W,K;6TZhh |)IlMG 粗糙度参数: 1vS#K=sb 最小特征尺寸:40nm
M92dZ1+6 总调制高度:200nm /
kF) 高度轮廓 y`L>wq,KU
y%&q/tk
$jjfC
Xc =Y
效率 {0L1X6eg
tP:lP#9
%vn|k[nD
zykT*V
更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 IB(6+n,6s
RFi
S@.7
lS"T4 5
粗糙度参数: 5[8xV%>;
最小特征尺寸:40nm us1Hu)
全高度调制:400nm `XJG(Oas\
高度轮廓 Q$a{\*[:+
DEBB()6,
Y[ j6u\y
效率 w x]0p
h}>"j%I
_mj,u64
"SNn^p59k
c/:b.>W
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。 ])[[ V!1
Z]A{ d[
7. 总结 0%32=k7O[
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)。 Mc?Qx
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 L 8c0lx}Nn
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。 AgWa{.`f:
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。
H[NSqu.s