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。 e<{Ani0 Oi!uJofW 1. 建模任务 U,9=&"e b
ds+0y;vc
.|6Wmn-uS 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 jW|M)[KJN 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 ^@maF<Jb
cj3P]2B# 2. 建模任务:正弦光栅 |>p?Cm 9H%L;C5< x-z方向(截面视图) ~
Q;qRx j|WN!!7
_`]YWvh 光栅参数: ue6&)7:~ 周期:0.908um b;e*`f8T3c 高度:1.15um %xwdH4_ (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) nrZZk QNI
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3. 建模任务 gM#]o QOGE
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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。 #.W<[KZf
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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。 r7:4|6E
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4. 光滑结构的分析 TzY[-YlvF
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 K@@[N17/8
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% 39,7N2 uY
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5. 增加一个粗糙表面 Dj@7vM%_
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*U^7MU0 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 s(Llz]E~ZX 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。 <-m[0zgq *5|q_K
Pt
aRF}FE,u e47N 9&4 uz;z+Bd^ =?gB@vS 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
0T7""^'& 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
nhP ua& 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
S+&Bf ~~D `Kq4z62V
wLz@u$u? P+nd?:cz 6. 对衍射级次效率的影响 uMe]].04 aaM76; o79EDPX 粗糙度参数:
xRM)f93@ 最小特征尺寸:20nm
R<n'v.~"A 总的调制高度:200nm
?B~S4:9 高度轮廓
GY,HEe]2r a"&Gs/QKSC
(7_}UT@w- NvqIYW wXnluE 效率
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;HbAk`\1A 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
;XXB^, Ga1(T$|H h#7p&F 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
U^.kp#x# 总调制高度:400nm 高度轮廓
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)tW0iFY &@h(6 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。 7dbGUbT !m<v@SmL\ 粗糙度参数: ~ '/Yp8( 最小特征尺寸:40nm Oq3]ZUVa 总调制高度:200nm Q=~*oYR 高度轮廓 :7[20n}w
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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。 r(VznKSx
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粗糙度参数:
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最小特征尺寸:40nm |s$w
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全高度调制:400nm rCp'O\@S
高度轮廓 cA8A^Iv:0
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效率 {\62c;.
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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。 [ qx[ 0
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7. 总结 QRKr2:o{
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)。 vnS;T+NZSC
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 EYXHxo
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。 Xdtyer%
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。 rctGa ,l SWWeN#Q