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。 FRsp?i
K) n8i: /ypB 1. 建模任务 D/wJF[_
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x4v&%d=M 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 zd {sw} 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 7/)0{B4U'
B)dG:~ 2. 建模任务:正弦光栅 xWM?E1@ Xi w x-z方向(截面视图) 4P#4RB KWM}VZY:Z
wZ=@0al 光栅参数: w zi7pJjXh 周期:0.908um q(v|@l|)yO 高度:1.15um ST,+]p3L( (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) apnpy\in
;Nd'GA+1;(
3. 建模任务 0:c3aq&u
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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。 t[MM=6|Wb
B;2#Sa.
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。 m[BpV.s
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4. 光滑结构的分析 \C{Zqo,
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 ;j+*}|!
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% Iz>\qC}
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5. 增加一个粗糙表面 q d:"LS
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B9H.8+~( VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 mP?}h 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。 9#kk5 )J SL
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MM( ,D&
Z Mky^X,r KcW 5 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
rje;Bf 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
6rO^ p 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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7uOtdH+ fJe5
i6`( 6. 对衍射级次效率的影响 ^ (J%)&_\3 q;_?e_ ^N`KT 粗糙度参数:
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最小特征尺寸:20nm
]I]G3 e 总的调制高度:200nm
/UaQ2h\ 高度轮廓
j)Z0K$z= K1-RJj\L
fgHsg@33N "#iO{uMWb ZVit]3hd 效率
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8cRc5X 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
?9?o8! Ok}e|b[D n7zM;@{7 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
"chf\-!$ 总调制高度:400nm 高度轮廓
gV*4{d` x}x )h3e
^;?w<9Y XjYMp3 效率
<,H/7Ba ;6?,Yhk$h
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。 Zjs,R{ `wSoa#U"@ 粗糙度参数: #W8c)gkG9 最小特征尺寸:40nm $jBi~QqOf 总调制高度:200nm |C,]-mJ G 高度轮廓 "u{ymJ]t
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效率 vi[~Qt
j-qg{oIJ
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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。 .I>CL4_
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粗糙度参数: 'uwq^b_
最小特征尺寸:40nm b'xBPTN
全高度调制:400nm 'z+Pa^)v
高度轮廓 LOgB_$9_3
U<'$ \P
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效率 DnN+W
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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。 P)ne^_
C3 m_sv#e
7. 总结 [y<s]C6E
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{,P
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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。 Q0Gfwl
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。 2 m72PU<.
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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