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。 2^bq4c4J ,@tkL!"9q 1. 建模任务 fB:9:NX
lt|\$Iy(
=zDU!< U 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 Yewn 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 [pUw(KV2m
h
+.8Rl 2. 建模任务:正弦光栅 )y\^5>p[ gYA|JFi x-z方向(截面视图) AMG}'P: OKNA36cU'
WM.JoQ 光栅参数: 8B JxD< 周期:0.908um $HF. 02{| 高度:1.15um U[*VNJSp (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) KoRJ'WW^
Yc3\NqQM
3. 建模任务 .X\p;~H
5
%%`Nq&'
x9Fga _
^ llZf$`
AqB5B5}
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。 t
9&xk?%{
9W:oo:dK F
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。 D*6v.`]X
1 !bODd
"CLoM\M)
OXe+=Lp<
4. 光滑结构的分析 1uZ[Ewl]
?:vp3f#
BAG)
-
/vll*}}
计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 Umjt~K^Z
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% ,;)Y1q}Q
'DO^ ($N
HS XS%v/Y
M$~3`n*^
5. 增加一个粗糙表面 Ig}G"GR
a
yn6k=F
id<i|
VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 Qz\yoI8JA, 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。 ?YWfoH4mS M(|Qvh{Q6
Tm(XM< 0{^vqh.La T]-yTsto zs
e<b/G1G 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
}IO<Dq=[ 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
dU1w)Y 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
k4fc5P {*,~,iq
("Z;)s4q 7 4Xk^8 6. 对衍射级次效率的影响 v,y nz'>) uPKq<hBI 4)0 %^\p 粗糙度参数:
mR@|] T 最小特征尺寸:20nm
\95qH,w)T 总的调制高度:200nm
vQ/}E@?u 高度轮廓
]Q,;5>#W PPk\W7G
B!-hcn]y HeABU(o4 .Uq?SmK 效率
rCfr&>nn
c.-h'1 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
E
.^5N~. nfpkWyI u{ o|Cq#JFG 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
'QGacV 总调制高度:400nm 高度轮廓
J@D5C4>i U"$Q$ OFs
Mx<z34(T bHVAa# 效率
RapHE; < D FDC'E
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。 {6{y"8 z@;]Hy 粗糙度参数: d]1%/$v^ 最小特征尺寸:40nm u>c\J|K_V 总调制高度:200nm ^?PU:eS 高度轮廓 QK _1!t3
f?8cO#GU
j_N><_Jc
%pj6[x`@
效率 Ft%HWGE
r>73IpJI
{Hncm
SY\ UuZ
更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 (ii6w d<*
=B4,H=7Spf
!`5[(lm
粗糙度参数: ! |SPOk
最小特征尺寸:40nm T=r-6eN
全高度调制:400nm ~^d. zIN!
高度轮廓 iEx.BQ+
HT]W2^k
m|q?gX9R
效率 kwxb~~S}h(
HQHFD0hv
HScj
BiGB<Jr
~\= VSwJ
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。 $r`K4g
O7@CAr
7. 总结 l`lo5:w
VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 `nBCCz'Y!
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 &qw7BuF
光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 lfjY45=
利用VirtualLab光栅工具箱,光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此,由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 *M5: \+ { 3``T o$