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。 j*'+f~A S[ln||{ 1. 建模任务 9{KL^O?g
=+z +`ot
8%ea(|Wjg 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 N r,Qu8 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 A 6IrA/b
d^(7\lw| 2. 建模任务:正弦光栅 qbsmB8rh .V
x-z方向(截面视图) s ]XZQr% [(rT,31cW
y9)w(y! 光栅参数: !Soz??~o/ 周期:0.908um M(/ATOJ( 高度:1.15um iLC.?v2= (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) NxW
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3. 建模任务 ]T:a&DHC
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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。 'EHtA9M
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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。 -^aJ}[uaI
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4. 光滑结构的分析 2z9s$tp
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 gHo sPY[
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% Gl"|t't(
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5. 增加一个粗糙表面 re~T,PPM
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*\(MG|S VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 B[,AR"#b 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。 SF=TG84< RY
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xG(xG%J Qhq' %LR rJ)j./c 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
F[v:&fle 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
PU,%Y_xR 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
KdBpfPny@ N[rAb*iT
"Ccyj / RH.qbPjx 6. 对衍射级次效率的影响 'u:-~nSX) PjD9D. e\em;GTy 粗糙度参数:
`*l aUn 最小特征尺寸:20nm
+CM>]Ze 总的调制高度:200nm
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eCeJ~&E 高度轮廓
+Bf?3 5LP N;`/>R4|I
vc :% YF)]B |I :h(`eC 效率
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RfOJUz 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
gBky ZK kO5lLqE Pa6pq;4St 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
}T0O~c{$i 总调制高度:400nm 高度轮廓
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dU#-;/}o S,j. ?u*! 效率
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 qJag>OY m8=n `XI 粗糙度参数: RC/45:hZZ 最小特征尺寸:40nm x_/}R3d 总调制高度:200nm 'Oj 1@0*0 高度轮廓 vQ
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效率 @)BO`;*$fF
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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。 F#>00b{Q
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粗糙度参数: MoE&)~0u&
最小特征尺寸:40nm T8|5%Y
全高度调制:400nm +ID\u
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效率 kDE-GX"Y
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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。 ov,|`FdU^T
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7. 总结 Bl*}*S PU
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)。 $8)XN-%(
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 X3\PVsH$K
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。 "~5cz0
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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.m]Dm,z