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。 e$pV%5=
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1. 建模任务 IMfqiH)
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一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 X|8c>_}
对于该仿真,采用傅里叶模态法。 ##o#eZq:"
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2. 建模任务:正弦光栅 S+2(f> Z
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x-z方向(截面视图) @]#1(9P
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光栅参数: @<Yy{~L|
周期:0.908um I9Fr5p-%O
高度:1.15um EyLu O-5
(这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) l0hlM#
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3. 建模任务 TuYCR>P[
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 2T TdH)
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。
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4. 光滑结构的分析 +&"zU GTIc
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 HX{`VahE
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% *
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5. 增加一个粗糙表面 !7&5` q7
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VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ^w06<m
因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 7(
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该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 b,%C{mC
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 yEj^=pw
第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 AjgF6[B
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6. 对衍射级次效率的影响 !1Cy$}w
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粗糙度参数: @[i4^
最小特征尺寸:20nm ig':%2V/
总的调制高度:200nm A7hVHxNJ-
高度轮廓 p`#R<K
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粗糙表面对效率仅有微弱的影响 Uwx
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粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm X<; f
总调制高度:400nm 高度轮廓 ,V:SN~P66+
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效率 M*HnM(
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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。 +|89>}w4
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粗糙度参数: 5vZ^0yFQ
最小特征尺寸:40nm \1 &,|\E#
总调制高度:200nm JOLaP@IPT
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效率 W+X6@/BO
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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。 zY!j:FT1HY
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粗糙度参数: ~-J]W-n
最小特征尺寸:40nm `LE6jp3,
全高度调制:400nm vf%&4\ib
高度轮廓 vv+z'(l
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效率 hUMf"=q+
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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。 o-OHjFfB
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7. 总结 %H&@^Tt a
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)。 8tFoN*M
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 emPM4iG?!
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。 ]4]6Qki
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。 @A89eZbW
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