[推荐]VLF示例-受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析 [复制链接]

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  

图片:1.JPG

-"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  

图片:2.JPG

6yN" l 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\?  
*7\W=-  
3. 建模任务 e d_m +NM  
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图片:3.JPG

xYmdCf@H  
E\w+kAAf  
Fl<
(m  
 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^  
s}jlS  

图片:4.JPG

zgK;4 22$m  
U%L -NMe  
4. 光滑结构的分析 1c'79YU  
B-$+UE>%  

图片:5.JPG

~+<<bzY  
kr#I{gF  
 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  
B0v|{C   

图片:6.JPG

rrAqI$6  
rm
oJ =.'  
5. 增加一个粗糙表面 3i6h"Wu`n  
$1~c_<DN  

图片:7.JPG

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),  

图片:8.JPG

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”。 |f<9miNu  
<z',]hy  

图片:9.JPG

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$OK  
 总的调制高度：200nm 3
tF:  
 高度轮廓 i$["aP~G  
2qlIy  

图片:10.JPG

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<}cZi4l'  
;7L;  
 效率 FJ}gUs{m  

图片:11.JPG

_\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 ~{$L
9;x  
 总调制高度：400nm 高度轮廓 :s]\k%"  
a5)JkC  

图片:12.JPG

@gEr+O1K(  
&1l~&,,  
 效率 >P<'L4;  
T=>vh*J  

图片:13.JPG

 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]]f
85  
 高度轮廓 `|,Bm|~:  
AX K95eS  

图片:14.JPG

cl_TF[n?  
>4M<W4  
 效率 _Z$?^gn  
NNmM#eB:4  

图片:15.JPG

~U3Seo }  
A$:|Qd7F1  
 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 lCHo+>\Z  
p(?g-
  
:]-$dEu&  
粗糙度参数： \FXp*FbQ  
 最小特征尺寸：40nm {:$NfW  
 全高度调制：400nm MOeoU1Hn  
 高度轮廓
(-J<Vy]  

图片:16.JPG

SeOy7  
7DZTQUb"  
 效率 JRo;(wqZ  
q~M2:SN@X  

图片:17.JPG

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.:N:pWe  
3daC;;XO  
 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<  
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