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。 W,@F!8 g.&B8e 1. 建模任务 :gV~L3YW5
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`2 <:$] 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 +fk*c[FG 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 4<-Kd~uL
A5Hx$.Z 2. 建模任务:正弦光栅
^f,4=- WhW}ZS'r x-z方向(截面视图) NwF"Zh5eMW WRD
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eaFkDl 光栅参数: `Xos]L'w 周期:0.908um T!H(Y4A 高度:1.15um 3wv@wqx (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) ]pvHsiI:
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3. 建模任务 G^ GIHdo
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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。 'mZv5?
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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。 @_C]5D^J^~
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4. 光滑结构的分析 b;VIR,2
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 /
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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% f4p*!e
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5. 增加一个粗糙表面 Tg^8a,Lt
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ug]2wftlQ VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 -dovk?'Gj
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。 zCJ"O9G<V JAHg_!
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Tp-W/YC #MYoy7= 1?QVtfwY 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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Ph9^V 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
yr+QV:oVA 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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}$<v M;XU"8 6. 对衍射级次效率的影响 N_
ODr]L ?xwi2<zz 3DO*kM1s@ 粗糙度参数:
q2xAx1R`sV 最小特征尺寸:20nm
j?C[ids< 总的调制高度:200nm
Q.$/I+&j 高度轮廓
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06HU6d, <q'?[aKvR ozsd6&z5l 效率
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5dv|NLl 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
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3E%6L fUvXb>f, k@fxs]Y_L 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
V #vkj 总调制高度:400nm 高度轮廓
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LntRLB' T=w0T-[f 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。 e lM<S3 6 [bQ'Ir^8 粗糙度参数: |9i[*] 最小特征尺寸:40nm vZQraY nJ 总调制高度:200nm -^_^ByJe 高度轮廓 -c8h!.Q$
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效率 SIM>Lz
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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。 YpZuAJm<2_
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粗糙度参数: nCV7(ldmH
最小特征尺寸:40nm EFU)0IAL[
全高度调制:400nm @@3NSKA
高度轮廓 [fwk[qFa
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效率 HXh:83
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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。 4QC_zyTE
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7. 总结 %IIFLlD
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)。 )C\/ (
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 g^:`h
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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。 ifWQwS/,a
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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