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。 ]_2yiKv&
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1. 建模任务 ;E's4jWq
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一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 'rx?hL3VW
对于该仿真,采用傅里叶模态法。 ]<X2AO1
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2. 建模任务:正弦光栅 l;5`0N?QO
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x-z方向(截面视图) AM?Ec1S
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光栅参数: !Mil?^
周期:0.908um X2P``YFV{
高度:1.15um NUu;tjt:
(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) ;KS`,<^-
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3. 建模任务 YZ*{^'
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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。 xSOoIsL[
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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。 s*+ZYPk
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4. 光滑结构的分析 )rbc;{.
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 .h!9wGi`
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% ^Yr|K
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5. 增加一个粗糙表面 4)E|&)-fu8
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VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 F_ _H(}d
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。 jDJ.
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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)。 w@2~`<Hk'"
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 CHg]U l
第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 &R0OeRToUb
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6. 对衍射级次效率的影响 BQuRHi IV
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粗糙度参数: 0|GpZuGO9
最小特征尺寸:20nm oq243\?Y
总的调制高度:200nm U* 4{"
高度轮廓 q?1yE@th
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效率 Mo~ki"9.
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粗糙表面对效率仅有微弱的影响 /5jKX 5r
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粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm Euqjxz
总调制高度:400nm 高度轮廓 2(hvv-
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效率 P4i3y{$V
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 l&vm[3
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粗糙度参数: i1tVdbC]
最小特征尺寸:40nm S_ZLTcq<1
总调制高度:200nm o; 6fvn
高度轮廓 0T 1HQ
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效率 `8mD7xsg$
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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。 P"oYC$
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U LV)0SB
粗糙度参数: q;CayN'I
最小特征尺寸:40nm +SAk:3.#CV
全高度调制:400nm :U!'U;uQ
高度轮廓 xi;/^)r
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效率 +Gk!
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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。 x%_qJ]o
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7. 总结 ){+.8KI
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)。 W`w5jk'0^=
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 -q'xC: m
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。 Vf"O/o}hq,
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。 {E;2&d
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