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。 >b0}X)Z+U &CgD smJo# 1. 建模任务 `KN{0<Ne
PQ" Dl=,
hE${eJQ| U 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 \Uiw:
, 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 $1YnQgpT
S3w? X 2. 建模任务:正弦光栅 +}]xuYzo qW*)]s)z x-z方向(截面视图) gueCP+a_ pB`<4+"9
Zr3KzY9 光栅参数: ZC"p^~U_e[ 周期:0.908um ~9=g" v 高度:1.15um 0:nyOx(; (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) Nsb13mlY
'tekne
3. 建模任务 L,$9)`j
;IyQqP#,<
p)`JVq,H/B
G9;WO*
:7gIm|2"]
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。 L fhd02
5K0Isuu>>
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。 $P$OWp?b
/1YqDK0
I?gbu@o
umY4tNe]$
4. 光滑结构的分析 x(A.^Yz
k#
/_Zd
?o2L
z ,vjY$t:/
计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 BO^e.iB/
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% (c;$^xZK
>5\rU[H>
Re`= B
ne%ckW?ks
5. 增加一个粗糙表面 qSON3Iid
x@yF|8
I/ c*
? VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Hly$ Wm 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。 ]O^!P,l)"
W<t,Ivg
(fC [Y :2La,
f -bVcWI P:=3;d{v I%|W
O*x 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
}2}hH0R 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
h/d&P 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
J*.qiUAgW D+tn<\LF
-YD6 ;L|%H/SH 6. 对衍射级次效率的影响 zUeS7\(l N]gdS]pP2{ dAR):ZKq? 粗糙度参数:
2s~X 最小特征尺寸:20nm
^8DC
W`V 总的调制高度:200nm
99vm7"5 hQ 高度轮廓
bUt?VR}P( tT'+3
!$P&`n]@ dF"Sz4DY# ~u3E+w 效率
jvA]EN6$;~
mV6\gR[h 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
]h,XRD K X2~>Z^,
U Ygr1 S(= 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
U]O7RH 总调制高度:400nm 高度轮廓
Drz#D1-2 s J,:[
i!9yN:m0 a8''t_Dp 效率
#7GbG\ ~]3y667
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。 >O?5mfMK ,*Jm\u 粗糙度参数: r!'\$(m E 最小特征尺寸:40nm x pT85D 总调制高度:200nm 1jpcoJ@s 高度轮廓 mJp)nF8r~
YQLp#
6p])2]N>p
7EO/T,{a
效率 C[gy{40}
g^/
+Ccj@#M;
Cwl#(;@
更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 lOYzo
f
0D9Mp
l*rli[No
粗糙度参数: dX?8@uzu
最小特征尺寸:40nm %i:Sf
全高度调制:400nm Z7lv|m&
高度轮廓 D<78Tm
x
l.Iov?e1S
e4ym6q<6!
效率 >fNRwmi
i{vM NI{
gmd-$%"
gP:mZ7
[9Q}e;T
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。 W{B)c?G]
S2T~7-
7. 总结 * EY^t=
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)。 )2~Iqzc4
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 }}y~\TB~}
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。 lu2"?y[2
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。
.Lbu[