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。 2IUd?i3~l
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1. 建模任务 q>5j (,6F
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一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 i6g=fx6j*
对于该仿真,采用傅里叶模态法。 +oL@pp0
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2. 建模任务:正弦光栅 yT~x7,
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x-z方向(截面视图) s'$2 }K
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光栅参数: V)vik
周期:0.908um 14 (sp
高度:1.15um fPPmUM^C9
(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) $g/h=w@
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3. 建模任务 |68k9rq
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 ?Ygd|a5
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 \Pcn D$L
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4. 光滑结构的分析 P+wpX
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 '$?!>HN4
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% J0oeCb
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5. 增加一个粗糙表面 d ez4g
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VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 S>S7\b'
因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 Aa4Tq2G
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该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 5t"FNL
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第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 xV
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第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 QWEE%}\3}
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6. 对衍射级次效率的影响 y@<2`h
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粗糙度参数: :tI
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最小特征尺寸:20nm S#$Kmm
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总的调制高度:200nm z|X6\8f
高度轮廓 9dBxCdpu
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粗糙表面对效率仅有微弱的影响 >]z^.U7=
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粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm ~x#TfeU]
总调制高度:400nm 高度轮廓 (Bd'Pj]:
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效率 _#s,$K#
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 ^W,5A;*3
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粗糙度参数: y!.jpF'uI
最小特征尺寸:40nm [nP s
总调制高度:200nm AyOibnoZ2E
高度轮廓 W ';X4e
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效率 <.B+&3')
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 HOF$(86zqA
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粗糙度参数: Xa?O)Bq.
最小特征尺寸:40nm 6AGZ)gX
全高度调制:400nm "8{A4N1B5
高度轮廓 f,KB BBbG
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效率 \`2'W1O
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DylO;+
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。 q!eE~O;A
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7. 总结 bj`\;_oo
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)。 7upko9d/
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 8b)WOr6n
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。 . : Wf>:
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。 :^v Q4/,
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