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。 Lf&p2p?~c
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1. 建模任务 9Y- Sqk+
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一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 l&(,$RmYp
对于该仿真,采用傅里叶模态法。 =4"D8UaHr
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2. 建模任务:正弦光栅 KTD# a1W
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x-z方向(截面视图) ec[S?-
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光栅参数: KtU I(*$`
周期:0.908um ji="vs=y
高度:1.15um O7I:Y85i#O
(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) G,e>dp_cPu
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3. 建模任务 ns9iTU)
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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。 ]vMr@JM-G
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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。 $*V:;-H
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4. 光滑结构的分析 ~C6d5\
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 \Y_2Z/
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% r j#K5/df
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5. 增加一个粗糙表面 I$9^i#O'3
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VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ~^cx a%
因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 {5QIQ
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该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 o@mZ 6!ax3
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 zs<W>gBq
第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 i\lur ET
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6. 对衍射级次效率的影响 O}I8P")m
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粗糙度参数: D1o<:jOj
最小特征尺寸:20nm CB{%~
总的调制高度:200nm l2QO\O
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高度轮廓 wYQTG*&h
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效率 ~G|un}g=
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粗糙表面对效率仅有微弱的影响 eL3HX _2(
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粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm AuuZWd
总调制高度:400nm 高度轮廓 P0NGjS|Z{
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效率 VU3xP2c:
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 7?a@i;E<
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粗糙度参数: lPF(&pP
最小特征尺寸:40nm _9!*laR!2
总调制高度:200nm NBHS
高度轮廓 Rj 2N+59rg
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效率 D-\WS^#
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 MDn+K#p
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粗糙度参数: V\Oe ]w
最小特征尺寸:40nm gM_z`H5[!
全高度调制:400nm Ah:!
高度轮廓 7|4hs:4mD
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效率 "8MG[$Y
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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。 ^9*FYV
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7. 总结 i(DoAfYf/q
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)。 3Mw\}q
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 VK\ Bjru9
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。 5sJi- ^
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。 ngF5ywIG
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