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。 ?N4A9W9 ob0~VEH- 1. 建模任务 M'^(3#ZU
1 h<fJzh
-"F0eV+y 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 z8b
_ _%Br 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 q^u1z|'Z
ER{yuw 2. 建模任务:正弦光栅 mH'\:oN NtHbwU, x-z方向(截面视图) (.PmDBW (F_w>w.h
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Q7 光栅参数: R @"`~#$$ 周期:0.908um >/b^fAG 高度:1.15um
LlU'_}> (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) BApa^j\?
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3. 建模任务 e d_m +NM
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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。 -eUV`&[4
2.]~*7
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。 Dft4isyt^
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4. 光滑结构的分析 1c'79YU
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 5|CzX X#U
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% INOH{`}Ew
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5. 增加一个粗糙表面 3i6h"Wu`n
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6>s=CiZB VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 W;.{]x.0 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。 *y{+W O'OFz}x),
mzu<C)9d, w3d34*0$ +SyUWoM yu=piP 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
q4)Ey 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
G,B?&gFX 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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XwtAF3oz 5:$Xtq 6. 对衍射级次效率的影响 `&H04x"Y$> ~U9q-/(J/ g#}tm< 粗糙度参数:
J)#S-ZB+'k 最小特征尺寸:20nm
A0OB$OK 总的调制高度:200nm
3 tF: 高度轮廓
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_\UIc;3Gl 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
!O8.#+ Gp8psH gX_SKy 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
~{$L9;x 总调制高度:400nm 高度轮廓
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@gEr+O1K( &1l~&,, 效率
>P<'L4; T=>vh*J
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(f(R&-:$Y tJAnuhX 粗糙度参数: z-I|h~ii 最小特征尺寸:40nm n7S;
Xve# 总调制高度:200nm f]]f85 高度轮廓 `|,Bm|~:
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效率 _Z$?^gn
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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。 lCHo+>\Z
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粗糙度参数: \FXp*FbQ
最小特征尺寸:40nm {:$NfW
全高度调制:400nm MOeoU1Hn
高度轮廓 (-J<Vy]
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效率 JRo;(wqZ
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对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 kT2Wm/L
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7. 总结 &Sa~/!M
VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 x 'mF&^
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 6+e4<sy[E
光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 o} {-j
利用VirtualLab光栅工具箱,光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此,由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 XL~>rw< QtlT&|$