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。 5!F;|*vC8 ,s~l; Gkj 1. 建模任务 W'@|ob
(L/>LZn|
ZIx-mC5 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 gyvrQ, u 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 |'?vlUCd
l
;:IL\*1I 2. 建模任务:正弦光栅 ~*Y#Y{ &zJI~R x-z方向(截面视图) 1tNL)x"w G}pFy0W\S
q}P@}TE 光栅参数: aO&U=! 周期:0.908um #3rS{4[ 高度:1.15um StI
N+S@Z (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) MLWHO$C~T
~qghw@Q~
3. 建模任务 8TP$ ?8l
)s
$]+HQs
w jkh*Y
A"JdG%t>.h
1b9S";ct0
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。 Fv~lasW[
'3>;8(sl
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。 ;@ePu
[{7#IZL
y*iZ;Bv j
nONuw;K
4. 光滑结构的分析 arL>{mj
=?OU^u`C
8Rj5~+5
*igmi9A
计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 Z 8rD9
k$6
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% i6if\B
oV%:XuywT
H~j@n!)
ztO)~uL
5. 增加一个粗糙表面 *J-pAN
jR/Gd01)
wp?:@XM VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 S8#0Vo$)a 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。 D]@(LbMG4
DN2 ]Y'
=2p?_.|' !eyLh&]5
v?`R8 IBT>&(cnV vvxxwZa=O 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
t=P+m 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
O\=Z;}<N 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
wsQnjT> D:@W*,
agUdI_'~@9 `jE[Xt"@ 6. 对衍射级次效率的影响 }QI \K 8:TX9`, bgzd($)u 粗糙度参数:
|
1B0 最小特征尺寸:20nm
Bq8#'K2i, 总的调制高度:200nm
tYD8Y 高度轮廓
NljpkeX' 07.p
{X R
if'=W6W S F)$b r)t[QoD1 效率
~-'2jb*8
iV{_?f1jo 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
"uBnK! !`{?qQ[= N?@^BZ 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
9~UR(Ts}l 总调制高度:400nm 高度轮廓
0!\gK<,z 0C<\m\|~k
_`?0w#>0 ko}& X= 效率
Z 8w\[AF{$ q2%cLbI
F
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。 d*6f,z2= 5Dkb/Iagi 粗糙度参数: gT8(LDJ 最小特征尺寸:40nm Q6(~VvC- 总调制高度:200nm dy6zrgxygP 高度轮廓 Q`bXsH
LW<LgN"L-
MXSD8]je
H>+/k-n-
效率 :%gc Sm
;2kQ)Bq"
ika*w
,ojJ;w5D
更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 oywPPVxj
+`F(wk["m
"r6qFxY
粗糙度参数: 1sXCu|\q
最小特征尺寸:40nm U.TZd"
全高度调制:400nm :cA P{rSe
高度轮廓 !>Nlp,r&~
.w4|$.H
@ 51!3jeu
效率 CAc]SxLh
9'(_*KSH
rai'x/Ut}+
6Jgl"Jw8
?,VpZ%Df2
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。 _&=`vv'
Apu-9|oP
7. 总结 S[L@8z.Sj
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)。 Gm-
"?4(
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 6O/ L~Z*t
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。 <~|n}&
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。 XB'rh F8rl
Cx;it/8+