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。 iOghb*aW Dw.J2>uj 1. 建模任务 -`h)$&,
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F@KGj| 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 A}9`S6 @@ 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 gPI
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oJz^|dW 2. 建模任务:正弦光栅 Q(?#'<.# 4xje$/_d
x-z方向(截面视图) ;A'mB6?%H YK'<NE3 4
.*Y 光栅参数: BX7kO0j 周期:0.908um i[3'ec3 高度:1.15um #=A)XlZMd (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) r),kDia
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3. 建模任务 904}Jh,
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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。 ea
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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。 #q=Efn'
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4. 光滑结构的分析 q>+k@>bk@
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 sUQ@7sTj
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% !_)[/q"
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5. 增加一个粗糙表面 ^u ~Q/4
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@*((1(q VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 '5$b-x6 F 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 )jP1or oUU1+F-
^<2p~h0
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2 UZ+<\+q3^ 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
2P0*NQ 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
#@Jq~$N| 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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H G^'I+Yn AoxA+.O 6. 对衍射级次效率的影响 3a'<*v<xw ,k3FRes3 q(84+{>B 粗糙度参数:
t b}V5VH 最小特征尺寸:20nm
"4{r6[dn 总的调制高度:200nm
f.)O2= 高度轮廓
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/%^#8<=|U /j.9$H'y Y}wyw8g/ 效率
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3^yK!-Wp( 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
G"A#Q" F:S}w o`-msz 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
UkFC~17P 总调制高度:400nm 高度轮廓
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Z *x'+X 7@W>E;go 效率
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 3=oDQ&UFt CU!Dhm/U 粗糙度参数: }Zp,+U*" 最小特征尺寸:40nm ^U/O!GK 总调制高度:200nm [Y `W 高度轮廓 KMax$
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效率 x]j W<A
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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。 6ik$B
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粗糙度参数: Wx#;E9=Im
最小特征尺寸:40nm P.DK0VgY
全高度调制:400nm ;$Jo+#
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效率 Q/Rqa5LI:
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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。 t6t!t*jO
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7. 总结 ;kKyksxlD
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)。 yf,z$CR
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 +ZX{>:vo
光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 F"mmLao
利用VirtualLab光栅工具箱,光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此,由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 EdX$(scu~B 7xR\kL.,