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。 Y5*A,piq ;zSV~G6- 1. 建模任务 BWr!K5w>i
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yr)e."#S 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ES#q/yab5 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 ]SN5&S
V'9OGn2v 2. 建模任务:正弦光栅 [geT u J3'0^JP* x-z方向(截面视图) !Wy&+H*0 w)h"?'m~
@f-rS{ 光栅参数: Q[lkhx|.B 周期:0.908um C*Qx 高度:1.15um ,S?:lQuK5 (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) [3qJUJM
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3. 建模任务 $GVf;M2*
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 Rb
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 "T} HH
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4. 光滑结构的分析 t'C9;
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 v^ 1x}
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% u;8bbv4
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5. 增加一个粗糙表面 QFhQfn
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eT8h:+k VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |mz0
] 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 X<H+Z2d S_Vquw(+
JZ-M<rcC PU\@^)$ HGW;] 8xl `y.i(~^1 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
QSOJHRl=C 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
@2 SL$0!QA 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
~ o5h}OU" b*< *,Ds/G
!i=k=l= ||4++84{ 6. 对衍射级次效率的影响 Zr;(a;QKs cp+eh P"c7h7 粗糙度参数:
yMf["AvG 最小特征尺寸:20nm
uTP4r 总的调制高度:200nm
Js!Zk\O 高度轮廓
Zg!E}B:z VHU,G+ms
{>#4{D00 ;[-y>qU0 B 6,X) 效率
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PPNZ(j 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
/?:]f s ,GGO3^ 79MB_Is]s 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
(( Wq 总调制高度:400nm 高度轮廓
fehM{)x2: FDRpK5cw
%5?0+~ zMN4cBL9m 效率
26c1Yl,DMn +JL"Z4b@R}
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 iI%"]- 0@1 aAkO>X%[ 粗糙度参数: Q,xKi|$r 最小特征尺寸:40nm 3?DM
AV 总调制高度:200nm Z9 tjo1X 高度轮廓 |Ok1E
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效率 1)wzSEV@
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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。 B1a&'WX?
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粗糙度参数: lO0 PZnW9
最小特征尺寸:40nm c1p*}T
全高度调制:400nm t5pf4M7
高度轮廓 ySwvjP7f
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效率 ``mW\=fe
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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。 Af>Ho"i
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7. 总结 gyW##M@{
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)。 }$|uIS
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 kycZ
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。 za20Y?)[
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。 Q2[D|{Z ZO $}m?