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。 3]Lk}0atpL
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1. 建模任务 #CQ>d8&
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一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 }\DQxHG
对于该仿真,采用傅里叶模态法。 v,i:vT\~
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2. 建模任务:正弦光栅 YJ16vb9
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x-z方向(截面视图) rw\4KI@ L
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光栅参数: #=.h:_9
周期:0.908um ^:)&KV8D|
高度:1.15um Xp?Z;$r$
(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) c\b>4 &n
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3. 建模任务 rzBWk
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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。 #EM'=Q%TO
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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。 $WPN.,7
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4. 光滑结构的分析 &^7)yS+C
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 &sRJ'oc
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% l&A`
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5. 增加一个粗糙表面 gPi_+-@
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VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 }00e@a
因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 ,i,=LGn
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该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 HlSuhbi'@
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Z%R%D*f@y
第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 Z9D4;1
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6. 对衍射级次效率的影响 :qp"Ao{M
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粗糙度参数: z&0V21"l
最小特征尺寸:20nm j5O*H_D
总的调制高度:200nm Jq#Cn+zW
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效率 1#<E]<='t
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粗糙表面对效率仅有微弱的影响 \G@6jn1G(
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粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm +CT$/k
总调制高度:400nm 高度轮廓 4g9b[y~U
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效率 i 8Xz
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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。 ([-=NT}Aq
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粗糙度参数: u&XkbPZ%4c
最小特征尺寸:40nm lKUm_; m
总调制高度:200nm ..!-)q'?
高度轮廓 )<F\IM
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效率 S\5k'ifh
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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。 zD;]
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粗糙度参数: xPup?oP >
最小特征尺寸:40nm ~vV)|
全高度调制:400nm JvL'gJ$70
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效率 6QXQ<ah"
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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。 Cw&D}
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7. 总结 #pQ"+X
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)。 FP'lEp
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 pEj^x[b`^
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。 S<!_
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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。 !5%5]9'n@*
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