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。 av`b8cGg %*jpQOw
1. 建模任务 <`MHra8
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<GoE2a4Va 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 c/g(=F__[ 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 S3 x:]E:
.|iUDp6vz 2. 建模任务:正弦光栅 6^ /C+zuX x/9`2X`~ x-z方向(截面视图) yM#W,@ czHO)uQ?d`
3QXGbu}:h! 光栅参数: ;M'R/JlUN 周期:0.908um RmzK?muk 高度:1.15um '{7A1yJnY% (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) xRaYm
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3. 建模任务 x,p|n
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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。 k+s<;{
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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。 "CZ`hx1|^
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4. 光滑结构的分析 *nH ?o* #
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 (:hPT-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% q.g!WLiI
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5. 增加一个粗糙表面 _$, .NK,6
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>i=O =w VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 nbOMtK 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 >iG` *Qyw
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QY{f= ^Yn6kF X*8U%uF : ;d&m 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
j.m-6 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
b$B5sKQ 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
9MGA#a 35c9c(A
;Y)?6^" kmP0gT{Sj 6. 对衍射级次效率的影响 i#Wl?(-i v#nFPB=z no; Yu 粗糙度参数:
&[kwM395 最小特征尺寸:20nm
nkG 6. 总的调制高度:200nm
T!/$@]%\7 高度轮廓
7R)"HfUh xeu] X|,
op"Cc l~uRZLx qWP1i7]=/ 效率
w|RG
X?1 :Z|pJ 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
_b#9^2o n*-#VKK^ B8;ZOLAU 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
3K54: 总调制高度:400nm 高度轮廓
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gp$+Qd rl6vt*g 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。 D* Vr)J C\}m_`MR 粗糙度参数: Ebp8})P/~ 最小特征尺寸:40nm 3xj<ATSe 总调制高度:200nm op}x}Ioz 高度轮廓 }3vB_0[r
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效率 tuUk48!2I
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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。 ;qzCoe
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粗糙度参数: } |sP;Rpu
最小特征尺寸:40nm PJb_QL!9
全高度调制:400nm Z1q'4h=F.
高度轮廓 ?VReKv1\
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效率 7p2x}[ .\
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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。 ^=W%G^jJy
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7. 总结 1R,n[`}h
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)。 spFsrB
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 vA+ RZ
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。 {V:?r
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。 (&X"~:nm2 \Lh,dZ}d