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。 %w6> 3#e ~ $!eB/6ty 1. 建模任务 _(J- MCY\
M+)%gnq`u
1:q55!b 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?2_u/x 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 NQ@ EZoJ
\9@*Jgpd6* 2. 建模任务:正弦光栅 w&`gx6?-na WO^smCk x-z方向(截面视图) ldanM>5 (.
1<.PZp)
I?s)^' 光栅参数: /Eh\07p 周期:0.908um H&3VPag 高度:1.15um y%}Po)X]f (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) k;;?3)!
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3. 建模任务 _6^ vxlF
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 m$pXe<
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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。 T!(I\wz;Bo
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4. 光滑结构的分析
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 1K09iB
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% 1fViW^l_
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5. 增加一个粗糙表面 @<W"$_r-
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yY[[) VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 s3/->1#i 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 )&se/x+ H Y.,f_m
onG,N1`+ ogip#$A}3
7&'^H8V o@EV>4e y kOFEH!9& 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
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nS';48 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
HR.S.(t[_ 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
XMa(XOnX oel3H5Nz
<LzN/I aJ =f.f%g6 6. 对衍射级次效率的影响 I;uZ/cZ|/ RTH dL T>kJB.V:oQ 粗糙度参数:
fnL!@WF 最小特征尺寸:20nm
K&D
-1u 总的调制高度:200nm
&,{cm^* 高度轮廓
g3e\'B' q fadsVp
^p|@{4f] TnPd pynP Ds&)0Iwf 效率
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s@^GjA[6+ 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
W{=>c/ }P-9\*hlm ;G;vpl 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
1a/@eqF'' 总调制高度:400nm 高度轮廓
Ndx.SOj g#9KG
lv&<kYWY qB<D'h7 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。 _BHb0zeot p?0 a"5Q 粗糙度参数: n#,AZ& 最小特征尺寸:40nm )I.[@#- 总调制高度:200nm 9p>3k&S 高度轮廓 [AE]0cO@
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效率 hb_YdnG
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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。 PO<4rT+B
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粗糙度参数: 5<,}^4wWZ
最小特征尺寸:40nm @xSS`&b
全高度调制:400nm pYceMZ$
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效率 $N+a4
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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。 B~caHG1b
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7. 总结 [=S@lURzm@
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)。 %89f<F\V
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 I$9t^82j
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。 ?9 :{p
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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