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。 Sy"!Q%+|
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1. 建模任务 ;VS$xnZ
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一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 :%>TM/E N
对于该仿真,采用傅里叶模态法。 7'.]fs:
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2. 建模任务:正弦光栅 '+v[z=.8]
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x-z方向(截面视图) b=XXp`h~a
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光栅参数: _~bG[lX !
周期:0.908um ZKt`>KZ
高度:1.15um pvhN.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) ){4 !
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3. 建模任务 [Gc9
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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。 a+<{!+3v
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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。 I ;F\'P)e
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4. 光滑结构的分析 $0*D7P^8
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 -nqq;|%
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% 4o<'
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5. 增加一个粗糙表面 w%$J<Z^-?
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VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 AbIYdFX B
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。 KM/c^a4V
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该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 EzU3'x
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 %*OQH?pyx}
第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 }(!3)k7*
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6. 对衍射级次效率的影响 8;O /x
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粗糙度参数: <sG}[:v
最小特征尺寸:20nm g/gaPc*86
总的调制高度:200nm bJ]blnH
高度轮廓 n(
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效率 W8M(@*
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粗糙表面对效率仅有微弱的影响 AE=E"l1]
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粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm V0xO:7G^
总调制高度:400nm 高度轮廓 .gY=<bG/fA
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效率 r%%@~ \z
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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。 Tj6kCB
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粗糙度参数: sLf~o"yb
最小特征尺寸:40nm <(l`zLf4p
总调制高度:200nm 6ipQx/IQ
高度轮廓 . dJBv
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效率 S7b7zJ8A
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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。 = VMELk!z
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粗糙度参数: izR#XeBm
最小特征尺寸:40nm $Km~x
全高度调制:400nm t:n$9WB)
高度轮廓 I7W?}bR*6
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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。 60l!3o"p!
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7. 总结 =)J)xH!N
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)。 G`f|#-}
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 czK}F/Sg `
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。 mteQRgC
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。 3?TUt{3g
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