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。 }QWTPRn (2O} B.6 1. 建模任务 +c]N]?k&
BqLtTo ?'
Ew?/@KAV\ 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 l$p_])x 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 aCUV[CPw
qOcG|UgF 2. 建模任务:正弦光栅 OU)p)Y_z I7q?V1fu4 x-z方向(截面视图) p(x1D]#Z[ &-8-xw#.
os(Jr!p_= 光栅参数: r.a9W?(E 周期:0.908um Cb@S </b 高度:1.15um _} X`t8L h (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)
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3. 建模任务 4ye`;hXy
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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。 $^NWzc
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 SRG!G]?-
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4. 光滑结构的分析 t5jhpPVf
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 *v:,rh
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% ?^yh5
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5. 增加一个粗糙表面 l6`d48U
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C>\!'^u1 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 p=`x 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 L1Cn !{]v='
vn%U;} XM@-Y&c$A yz2oS|0 ' li_pM!dWU_ 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
$NGtxZp 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
l LD)i J1 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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Ay"2W%([` {u_k\m[Y 6. 对衍射级次效率的影响 .{]c&Ef+f rd 35) ;DgX"Uzm 粗糙度参数:
P!6 e 最小特征尺寸:20nm
ETWmeMN 总的调制高度:200nm
L%s4snE 高度轮廓
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f/[?5M[ i8[Y{a* Pl5NHVr 效率
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nhXp_Z9 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
v!RB(T3 QWW7I.9r >/HU' 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
%qjyk=z+Z 总调制高度:400nm 高度轮廓
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5wFS.!xD 6$vh qg}f 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。 (zYSSf!I teS0F 粗糙度参数: dZiWVa 最小特征尺寸:40nm :-WCW);N 总调制高度:200nm twHM~cTS 高度轮廓 bb:|1D
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效率 OTHd1PSOu
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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。 sd@gEp)L
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粗糙度参数: pB7Z;&9
最小特征尺寸:40nm `"=L
全高度调制:400nm (xSi6EZ6;
高度轮廓 8J?`_
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效率 qjEWk."
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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。 ,Yprk%JT
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7. 总结 M*@aA
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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)。 u{nWjqrM*5
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 XoQk'7"f
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。 x7kg_`\U
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^6U KY34 'Di