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。 W1Qc1T8 mx~sxYa 1. 建模任务 P~e$iBH'
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\aIy68rH, 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }eM<A$J 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 $0T"YC%
e-9unnk 2. 建模任务:正弦光栅 G:`Jrh M%xL K7 x-z方向(截面视图) 8F` .5;LL,S-
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/H 光栅参数: +o]BjgG 周期:0.908um 'hO;sL 高度:1.15um 9^ p{/Io (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) 1 ],,
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3. 建模任务 \_nmfTr!K
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ?3TV:fx"X
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 '%C.([
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4. 光滑结构的分析 K#hY bDm
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 Qk.Q9@3W
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% cuaNAJ
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5. 增加一个粗糙表面 7'i#!5
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Du:p!nO VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 5}bZs` C 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 ?%/u/*9rj ywynx<Wg
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\ M#VC3h$ uk[< 6oxz 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
%m{.l4/!O 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
bro 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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*>/w$% 6. 对衍射级次效率的影响 AXP`,H ?Wg{oB@( w zqd
g 粗糙度参数:
;=+Zw1/g 最小特征尺寸:20nm
$@_t5?n``F 总的调制高度:200nm
I+"?,Ej$K 高度轮廓
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VkDS&g~Ws AR~$MCR]"k Ft;u\KT 效率
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p/k<wCm6 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
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YYE8/\+B. A,-V$[;~D 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
$HBT%g@UN 总调制高度:400nm 高度轮廓
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 9rTz N n^AP"1l8?0 粗糙度参数: Z.:<TrN 最小特征尺寸:40nm slge+xq\J 总调制高度:200nm -jxWlO 高度轮廓 Du^x=;
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效率 -VWCD,c
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 -@SOo"P
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粗糙度参数: 5#0A`QO
最小特征尺寸:40nm %j*k
全高度调制:400nm (_w
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效率 W$" Y%^L
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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。 bQwdgc),s{
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7. 总结 R}DX(T,K
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)。 YH[XRUa
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 uxa=KM1H
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。 4%wq:y<
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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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