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。 3}+
\&[ '-=?lyKv 1. 建模任务 $)!Z"2T
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clNP9{ 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 \ :.p8` 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 b8&9pLl
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r. 2. 建模任务:正弦光栅 p20Nk$. O/Vue x-z方向(截面视图) 4tjRju? p
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5Mr:(|JyV 光栅参数: it$~uP | 周期:0.908um ZUycJ-[ 高度:1.15um 4p.O<f;A8 (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) [Wc 73-
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3. 建模任务 )<d8y Lb
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 4)_ [)MZ\j
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 aH_&=/-Tz
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4. 光滑结构的分析 <9"i_d%
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 15COwc*k
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% '5%DKz
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5. 增加一个粗糙表面 JsV#:
7j+.H/2
o9/P/PZ\X VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 x{m)I<.: 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 -?uwlpm# p:
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v [x`I; cMj<k8.{ MIgIt"M jz 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
^JTfRZ:a 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
-&c@c@dC 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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.D :v0Zm}m PSRGlxdO 6. 对衍射级次效率的影响 ZrTq)BZ HV}NT~ <C&UDj 粗糙度参数:
yHCc@`1. 最小特征尺寸:20nm
,"D1!0 总的调制高度:200nm
'
|4XyU= 高度轮廓
'@$?A>.cj F?UL0Q|u v
M?,;TJ7Gd I0Vm^\8 {Z|C 效率
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? f%@8%px 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
<a'j8pw9i h.67]U7m ag3T[}L
z 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
y"2c; *7[{ 总调制高度:400nm 高度轮廓
-/h$Yb DU;]Q:r{
^!A{ 4NV b&LhydaJ 效率
8J)x>6 D,NjDIG8
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。 pD){K lY6U $*9c 粗糙度参数: m8FKr/Z- 最小特征尺寸:40nm 2+|[e_ 总调制高度:200nm Q} /
: 高度轮廓 y_\d[
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效率 poM VB{U
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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。 6CCM7
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粗糙度参数: ~x824xW
最小特征尺寸:40nm f9;M"Pd
全高度调制:400nm UA{A G;
高度轮廓 6Z7{|B5}Y
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效率 ETYw
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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。 ,*Sj7qb#
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7. 总结 Uh*V>HA#
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)。 N{f RZN
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 mlX^5h'
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。 K
o,O!T.
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。 =p$1v{L8 )fv0H&g