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。 R9q0,yQW :r-.r"[m- 1. 建模任务 &|NZ8:*+#
Md?acWE*L
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/:T1a7! 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ?4MSgu 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 )5'rw<:="
g@}6N.]# 2. 建模任务:正弦光栅 !6{Jq] r:.6"VQu} x-z方向(截面视图) _Ws#UL+Nq ,5=kDw2
C)U #T) 光栅参数: {dZ!I 周期:0.908um 4p?+LdL 高度:1.15um k+f1sV[4} (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) ,cPkx~w0
"-28[a3q
3. 建模任务 nrI"k2oA@
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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。 1bT'u5&
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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;aK
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0W;q!H[G
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4. 光滑结构的分析 jG
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 BT&rp%NO6l
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% p
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5. 增加一个粗糙表面 rdORNlK&
2q2p=H>&
%{N>c:2I$ VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 QBg}2. 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。 zfk'>_' Q,[rrG;?@
c2tEz&=G HY*l 4QK ~,(0h:8 gn-=##fT:i 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
h<PYE]?l 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
Yt\E/*% 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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L 6. 对衍射级次效率的影响 S/#) :,YS BsoFQw4$9 yVbg,q'?
粗糙度参数:
P^'>dOI0w 最小特征尺寸:20nm
GE/IaLo 总的调制高度:200nm
Mqrt-VPh 高度轮廓
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<8F->k1"3 *@b~f&Lx6 /NPl2\ o. 效率
+iZ@.LI
YyX^lL_ 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
"GIg|3 HnH2u; m \R@.jkZ 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
=6"hj,[Q 总调制高度:400nm 高度轮廓
$w2[5|^S j,gM+4V^
qqO10~Xc cSH tl<UY 效率
)nbyV a MRxo|A{
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 \a~;8):q=i lN]X2 4t 粗糙度参数: E`sapk 最小特征尺寸:40nm 0lJBtk9wn 总调制高度:200nm \sXmMc 高度轮廓 m8j#{[NE
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效率 #!F8n` C-
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 =fu_ Jau}
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粗糙度参数: "}azC|:5
最小特征尺寸:40nm fh5^Gd~
全高度调制:400nm K`AW?p^$Y
高度轮廓 _ZvX" {y~
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效率 M3xi 0/.
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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。 /)HEx&SQmZ
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7. 总结 Z_TbM^N
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)。 l'X?S(fiV
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 4?6'~G$k
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。 pRfHbPV?
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。 1 bx^Pt) Tlv|To