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。 }5\F <b^@Y USv: +
. 1. 建模任务 VD,g
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J;HkR9<C 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 "1t%J7c_ 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 2/3,%5j_
xh,};TS(K 2. 建模任务:正弦光栅 82{Lx7pI /{6PwlP5 x-z方向(截面视图) >:WnCkbp h@&&.S`B
rLtB^?A z 光栅参数: 2Gd.B/L6 周期:0.908um l~.ae,|7 高度:1.15um sA[hG*#/S (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) [LbUlNq^B@
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3. 建模任务 j#rjYiYKy
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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。 gMS-mkZ
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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。 tNj-~r
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4. 光滑结构的分析 L|A}A[ P
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 o`,|{K$H
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% :s DE'o
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5. 增加一个粗糙表面 I6@98w}"
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vkUXMMuf+e VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 |,#DB 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 )IQ5Qu rKxIOJ ,T
dp;;20z }81eef4$S qmQ}
=A[:]),v 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
@/jLN 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
s[<a( 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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4u0\|e@a /6S% h-#\ 6. 对衍射级次效率的影响 G4O
$gg CWKN0HB yR}PC/> 粗糙度参数:
::?,ZA 最小特征尺寸:20nm
J5Pi"U$FkY 总的调制高度:200nm
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pAK7V;sJ n@1;5)&k~ cl2+,!: 效率
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j<,Ho4v}_ 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
I'sq0^ '?$N.lj$d $+'bRUo 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
m 0jm$>:Z 总调制高度:400nm 高度轮廓
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0 $Ygt0d KkD.n#A 效率
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 X1wlOE XHN*'@
77; 粗糙度参数: %5 [,U)X" 最小特征尺寸:40nm nf%"7 y{dd 总调制高度:200nm t 0 omJP 高度轮廓 g#W/WKvM
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 pYxdE|2j
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粗糙度参数: ?@@BIg-
最小特征尺寸:40nm "J.7@\^ h/
全高度调制:400nm ;~^9$Z@%Q
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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。 sJ3O ]
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7. 总结 @nNhW
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)。 =!R+0
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 h=x{
3P;B
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。 S7(Vc H
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。 U%PII>s'# Qnr7Qnb