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。 AeaPK EMhr6</ 1. 建模任务 ]%Y\ZIS
*2=W5LaK.
[^M|lf 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 2A>C+Y[7\ 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 7 W{~f?Sh
O~6Q;q P 2. 建模任务:正弦光栅 .EG*+, n$YE !D' x-z方向(截面视图) P_}/#N{C p qeL%="p;
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lp>3gv 光栅参数: HlPG3LD! 周期:0.908um 6JH56 高度:1.15um ]n5"Z,K (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) a.DX%C/5
E=kw)<X2
3. 建模任务 EE]=f=3
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 \?&Au
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 f05=Mc&)
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4. 光滑结构的分析 LwOJ|jA(,
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 9U^$.Lb
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% _!!}'fMC
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5. 增加一个粗糙表面 P'tMu6+)
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94{)"w] VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 =VSkl;(O 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。 /.$L"u c@(1:,R
yU7I;]YP TsHF
tj9S kXwi{P3D$ J?%}=_fsa 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
7tgFDLA 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
S;=_;&68? 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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+O+<Go@a #3 bv3m 6. 对衍射级次效率的影响 =nU/ [T. y94kX:q a2yE:16o6 粗糙度参数:
i8~$o:&HT 最小特征尺寸:20nm
} 0M{A+ 总的调制高度:200nm
vv.PF~: 高度轮廓
f^9&WT Rri`dmH
vZkXt!%) 8!zbF<W9 G {b:i8}l 效率
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S&?7K-F>_o 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
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!I5|<k maC>LBa2/ !M;A*:- 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
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总调制高度:400nm 高度轮廓
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]V<-J #?&0D>E?k 效率
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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。 ^od<JD4 HZZDv+ 粗糙度参数: 2o5;Uz1{ 最小特征尺寸:40nm `;F2n2@ 总调制高度:200nm $|a;~m> 高度轮廓 'UfeluMd
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效率 S%l:kKD
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 #a,9B-X
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粗糙度参数: C;qMw-*F
最小特征尺寸:40nm yA;W/I4
全高度调制:400nm }htPTOy5
高度轮廓 Ty+I8e]{
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效率
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对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 ]J@/p:S>
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7. 总结 J(iV0LAZb
VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 k4y}&?$B
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ` |Fp^gM
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。 '6S %9ahE
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。 {-WTV"L5*2 L`3n2DEBf