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。 >!CH7wX `1DU b7< 1. 建模任务 +G>aj'\M|
`V$cz88b
k0Oc,P`'* 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 =W97|BIW, 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 jCdZ}M($
GhaAvyN 2. 建模任务:正弦光栅 C&qDvvk X*D5y8< x-z方向(截面视图) L8%=k%H(1 9;'>\ImI
#0#V$AA> 光栅参数: V_ avaE 周期:0.908um b3jU~L$ 高度:1.15um l93Q"*_ (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) |O #w dnYW
BUboP?#%)
3. 建模任务 as\)S?0`.
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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。 SvCK;$:
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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。 A@lhm`Aa
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4. 光滑结构的分析 @/Wty@PU
C=pPI
ph5xW<VNP
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 WL*W=(
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% 6='_+{
z.\[Va$@l
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5. 增加一个粗糙表面 '44nk(hM69
aL$c).hq0
d(dw]6I6 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 /ltP@*bo 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。 ML9T(th6v 1&>nL`E[3
Cq~ah kcZ;SYosj
Rqd %#v U+3PqWB t=@Jw 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
{ <ao4w6B 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
JJZXSBAOU 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
bC,M&<N N!4xP.Ps
>8{`q!=|~ Rh-8//&vZ/ 6. 对衍射级次效率的影响 QYCNO#* R'a5,zEo/ (B~V:Yt 粗糙度参数:
\?`d=n= 最小特征尺寸:20nm
Ar{=gENn 总的调制高度:200nm
lCs8`bYU 高度轮廓
"Jv,QTIcS \gk3w,B?E
IUBps0.T\ 9W,}AWf:Y /x"pj3 效率
Y=wP3q
e|+;j}^C 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
\~1zAiSd># c75vAKZ2 >p+gx,N 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
2|_Jup 总调制高度:400nm 高度轮廓
/;(%Xd&: C?c -V,
<raqp Oo& t>=y7n&q 效率
HjY-b*B :+V1682u
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。 Zp(P)Obs# pQ2)M8 gf 粗糙度参数: Q*J ~wuE2 最小特征尺寸:40nm ?lw[ 总调制高度:200nm 'C?f"P:X{ 高度轮廓 QbKYB
X52jqXjg
,Vn]Ft?n
m$UT4,Ol
效率 v'~nABYH
8`*9jr
";Xbr;N
b2@x(5#
更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 t 6IaRD
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粗糙度参数: gkn/E}K#
最小特征尺寸:40nm 8gKR<X.G
全高度调制:400nm jW0z|jr
高度轮廓 ->25$5#
3g
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效率 ?GfA;O
JfINAaboi
$0C/S5b
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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。 KX}dn:;(3
3\.)y49,1
7. 总结 1? hd
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)。 ={0{X9t?'j
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ?4?jG3p
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。 R;,HtN
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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