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。 Ol4+_n8xj
jzU.B u.
1. 建模任务 .<kqJ|SVi
'SQG>F Uy
\u6^Varw
一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 2]% h$f+
对于该仿真,采用傅里叶模态法。 XL7h}
=zwOq(Bh W
2. 建模任务:正弦光栅 ^CwR!I.D}4
%Uz(Vd#K
x-z方向(截面视图) R|i/lEq
apE
sz9L8f2
光栅参数: ^eW}XRI
周期:0.908um B"%{i-v>**
高度:1.15um re> rr4@
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) 1q;#VS/D;H
M'_9A
3. 建模任务 (b`]M`Fc
bH"hX
3sd"nR?aX
DxJX+.9K9
g-Pwp[!qkf
VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 z=$jGL
=4 h+
M$2
利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 a#c6[!
xe/(
*Q1~S]g
aL\nT XakX
4. 光滑结构的分析 0OGCilOb*
HF3f)}l$
Rb\6;i8R
{d?$m*YR3`
计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 Qt|c1@J
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% A&>.74}p
^iQn'++Q
4lZ$;:Jg
Y#g4$"G9
5. 增加一个粗糙表面 Q
X%&~
*b];|n{
m*mm\wN5
VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 6m6zA/
因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 qc-mGmom L
IgC}&
cV`E>w=D0
6 PxW8pn
1h.)#g?{
o=nsy]'&
该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 Xt#1Qs
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 '?({;/L
第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Q[#vTB$f
ntmyNf?;
GtwT
`c'W-O/
6. 对衍射级次效率的影响 {W##^L~
+*_5tWAc
ApjOj/
粗糙度参数: DS<}@
最小特征尺寸:20nm ]^6c8sgnR
总的调制高度:200nm {aM<{_v
高度轮廓 )Z %T27r,^
d:F @a
6)BR+U
M?;y\vS?.
8iekEG$H
效率 not YeY7wR
x|{IwA9
粗糙表面对效率仅有微弱的影响 R<V!%rL;;
5^j45'%I
]%!u7z|\6
粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm qgDRu ]ba
总调制高度:400nm 高度轮廓 [}fv dW
'FYJMIs
*OyHHq|>q
}cN@[3v
效率 ~.!c~fke
(#;`"Yu
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。 SvR7eC
TXZv2P9
粗糙度参数: Yf[Qtmh]I
最小特征尺寸:40nm N;+[`l
总调制高度:200nm n-TQ*&h]3S
高度轮廓 ?)\a_Tn
*FJZiPy
K!KMQr`
#:d
=)Qj0
效率 K+6e?5t
lqb/eN9(t
$k$4%
7
_FwK-?4E-
更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 }=!,o
KOwOIDt
V"!G2&
粗糙度参数: <`0h|m'U
最小特征尺寸:40nm J sEa23
全高度调制:400nm kD}Y|*]5-5
高度轮廓 &
=/
|$7vI&m
r4,VTy2Qe
效率 gI8Bx ]
z.rh]Zq
ci+tdMA
LF0sH)e]
Zec <m8~
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。 eW>3XD4
{ m|pl
7. 总结 'L{8@gqi
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)。 Rml2"9"`
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 !'Q -yoHKD
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。 4Yl;
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。 F V,4pi
$fgf
Y8