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。 )Y
9JP@}T mrId`<L5l{ 1. 建模任务 ZhYOz
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>uVr;,=y 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 _NkbB"+L 对于该仿真,采用傅里叶模态法。
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\&.]!!Q 2. 建模任务:正弦光栅 #t?tt,nc} eZk4$y x-z方向(截面视图) %VmHw~xyF: s6.#uT7h
I'>r 光栅参数: 9~6)u=4sS" 周期:0.908um n2(@uT&> 高度:1.15um 1GI/gc\ (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) j_Qkw ?
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3. 建模任务 aEw wK(ny
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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。 9e>Dqlv
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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。 & U6 bOH%P
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4. 光滑结构的分析 bL"!z"NA
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 iw)^;8q
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% ?O.1HEr
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5. 增加一个粗糙表面
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u[;,~eB%w VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 WjVj@oC 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。 -T+7u >Qg 9KGk'
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L}x,>hbT : ZWKrnG k;W`6:Kjp 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
S#wy+* 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
QFYO_$1Y) 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
*%,{<C,Y eK=<a<tx
\8e27#PJR H:jx_ 6. 对衍射级次效率的影响 +'f+0T\) H$o=kQN 5B76D12 粗糙度参数:
]1k"'XG4, 最小特征尺寸:20nm
Y!C8@B$MR3 总的调制高度:200nm
O<EFm}Ae 高度轮廓
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|>U:Pb( IVblSiFF ]#*S. r] 效率
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gBeQa 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
Tb@r@j:V ^}PG*h| Jv+N/+M47 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
1q7Y,whp 总调制高度:400nm 高度轮廓
o&Vti"fpC 8uZM%7kI6+
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/uL#) UG5AFZ\ 效率
H/?@UJ5m `{GI^kgJ9
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。 V~%C me XHER [8l 粗糙度参数: Q2(K+!Oe 最小特征尺寸:40nm o,D7$WzL 总调制高度:200nm rUL_=>3 高度轮廓 q<Sb>M/\,
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效率 DY(pU/q
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Z,Z4Sp
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 yPXa
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粗糙度参数: w28&qNha
最小特征尺寸:40nm }gR!]Cs)^
全高度调制:400nm *&nIxb60b{
高度轮廓 Z&![W@m@0N
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效率 `$oy4lDKQ
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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。 RoLN#
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7. 总结 dMlJ2\]u
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)。 +
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对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 \~BYY|UB;W
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。 7RZ HU+
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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