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。 zcpL[@B PA2}4` 1. 建模任务 2j\_svw'
<J%qzt}
1=VyD<dNG6 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 z*3b2nV 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 2w>%-_]u+
Khq\@`RaT 2. 建模任务:正弦光栅 $`pf!b2Z }_Bo:*9B-o x-z方向(截面视图) IPot][ N> HG]ARgOB
ITPE2x 光栅参数: 5!0iK9O 周期:0.908um s5,@=(,
高度:1.15um J%bNt)K} (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) PW*Vfjf4
#83
3. 建模任务 h'ik3mLH
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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。 pEB3qGA
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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。
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4. 光滑结构的分析 @Z]0c=-+
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 5nPvEN/
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% >N3X/8KL%
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5. 增加一个粗糙表面 OPvPP>0*8
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+=WBH' VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 NT6jwK.?)? 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。 cMK|t;"
3 ueg%yvO
s'O%@/;J &H_/`Z]Q o HK DLwlA!z 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!D'ZLw 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
Q}#4Qz~n 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
tbQY&TO1 GEPWb[Oa
COi15( G2 F'~r?D 6. 对衍射级次效率的影响 lh-.I]>&` %/eG{oh- dcKpsX 粗糙度参数:
;&lXgC^* 最小特征尺寸:20nm
su0K#*P&I
总的调制高度:200nm
$GoS?\G 高度轮廓
c coi |E13W
`=Mk6$%Cs n3e,vP? R e{6wFN 效率
FC 8<D
R/u0, 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
4n#u?) mjOxmwo l(Y32]Z 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
$y;w@^ 总调制高度:400nm 高度轮廓
azZ|T{S _9oKW;7f7
mR.j8pi UAjN 效率
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 mq{Z
Q' d{TcjZ 粗糙度参数: CCpRQKb= 最小特征尺寸:40nm M_O$]^I3w 总调制高度:200nm l>jrY1u 高度轮廓 \,v^v]|
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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。 qY&(O`?m&
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粗糙度参数: .}E<,T
最小特征尺寸:40nm `-nSH)GBM
全高度调制:400nm vkLt#yj~
高度轮廓 @MQfeM-@
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效率 };2Lrz9<
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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。 AsS~TLG9p
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7. 总结 0$XrtnM
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)。 Ev#,}l+
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 **AJFc
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 n[idw
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。 %to.'R ;8F6a:\v