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。 ._yr7uY[M eAqQ~)8^ 1. 建模任务 @6gz)
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'W#<8eJo 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 AT%0i 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 8(A:XQN"h
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)m 2. 建模任务:正弦光栅 1#@'U90xf Ne[O9D
7 x-z方向(截面视图) ~vXul`x ABSeX
Ue%0.G|<W 光栅参数: -L[K1;Xv" 周期:0.908um JDP#tA3 高度:1.15um cqq+#39iC (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) DK-=Q~`!
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3. 建模任务 F-X>|oK>z
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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。 m/ukH{H1%
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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。 /x-t-}
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4. 光滑结构的分析 NubD2
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 CV6H~t'1
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% itvwmI,m\
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5. 增加一个粗糙表面 $ D89|sy
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m&\Gz*)3 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 T;% SB& 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。 k"U4E
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kb6v2 ^8H 3_-# EAI[J&c .3!4@l\9C 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
V+8+ 17^ 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
?BRL;( x 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
c1/x,1LnMf >!2'|y^
k9,"`dk@ B^qB6:\t 6. 对衍射级次效率的影响 Pv'x|p* gu/Yc`S[ J0K"WmW 粗糙度参数:
v+OVZDf 最小特征尺寸:20nm
oHYD6qJX{ 总的调制高度:200nm
-K!-a'J 高度轮廓
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;CW$/^QNr5 ~!;3W!@(E D%A-& = 效率
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7[)(;- 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
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0B5 cwroG#jGT 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
+R_U 总调制高度:400nm 高度轮廓
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(nzt}i0 9Dl \S F[ 效率
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 SS`C0&I@p j7d;1 zB+G 粗糙度参数: uv5@Alm 最小特征尺寸:40nm u;!Rv E8N 总调制高度:200nm {
\ePJG# 高度轮廓 */)gk=x8
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效率 >W<5$ .G
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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。 !xI![N^
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粗糙度参数: tTgW^&B
最小特征尺寸:40nm #vSI_rt9I
全高度调制:400nm hs4r5[
高度轮廓 #!/Nmd=Nj
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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。 wk#QQDV3|0
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7. 总结 GLyh1qNX
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)。 qZh~Ay6I
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 KfNXX>'
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。 ]@YQi<d2^
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。 gL`SZr9 ;"Y6&YP<