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。 SjEdyN#
K$
v"Uk
1. 建模任务 %Z8vdU# l
0~ &"
60Z]M+8y8
一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 t+nRw?Z
对于该仿真,采用傅里叶模态法。 vSW
L$Y2
z\/53Sy<
2. 建模任务:正弦光栅 ba3-t;S
{$M;H+Foh
x-z方向(截面视图) ]/T-t1D
GPWr>B.{:S
kHJ96G
光栅参数: 0"g@!gSrQ
周期:0.908um D^Ys)- d
高度:1.15um <TNk?df7
(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) 5v^L9!`@%v
t?^9HP1b_
3. 建模任务 gNx+>h`AF
+/?iCmW
:ZxLJK9x1
@gSkROCdC)
Iwpbf Z
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。 hFvi5I-b
y5m!*=`l`
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。 <1&Ke
o7+>G~i
jK8'T_Pah
%q_Miu@
4. 光滑结构的分析 x:t<ZG&Xwg
*T4<&
MjaUdfx
%McO6.M@
计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 \%,&~4
!
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% Oe1 t\
!5x
Ly6=}
"D*Wi7
THhy ~wC".
5. 增加一个粗糙表面 ]#<
i9UI,b%X
KIL18$3J
VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 !k~z5z'=py
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。 ?kt=z4h9(
U '[?9/T
|t\|:E>" }
l9{#sas
H]&!'\aUz
JatHSW7j9
该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 ;Mj002.\G
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 R V!o4"\]
第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 !W1eUY
U q X1E
SZVV40w
dDKqq(9(`
6. 对衍射级次效率的影响 Rq7p29w
M@?"t_e1
/BH.>R4`A
粗糙度参数: 015Owi
最小特征尺寸:20nm ?gV'(3
!
总的调制高度:200nm b?kPN:U#N/
高度轮廓 ~Sy-gaJ
%OI4a5V*l
2
X<nn
|#TXE|#ux
=cfm=+
效率 v`)m">e*w
i+~QDo(Pi
粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Wp*sPZ
6MrKi|'X@
;]&-MFv#
粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm $P?{O3:V
总调制高度:400nm 高度轮廓 fkW(Dt,
R!{7OkC
oofFrAaT
xbC~C~#
效率 7b.U!Ju
n0.8)=;2
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 |t\KsW
?;8M^a/
粗糙度参数: `?SG XXC
最小特征尺寸:40nm u~71l)LA
总调制高度:200nm }%{=].)L
高度轮廓 LrM}?9'
1hNEkpL^a
5X;?I/9
",ad7Y7i
效率 }Z6nN)[|0Y
;a{rWz1Wm
Ck(.N
uAb 03Q
更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 A*Q[k 9B
eH=c|m]!P
/s-d?
粗糙度参数: CTU9~~Xk
最小特征尺寸:40nm &5/JfNe3
全高度调制:400nm 5TET<f6R
高度轮廓
{@\/a
n49s3|#)G
^4hc+sh0D
效率 )b (X
*'^:S#=
j@g!R!7)
NlFo$Y
0(vdkC4\A
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。 <"ae4
ZX]A )5G
7. 总结 ZW2s[p r
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)。 !ZA}b[
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 #,Bj!'Q'-
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。 Z>HNe9pr
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。 0sabh`iQ^
,A?v,Fs>O[