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。 aS3-A4 _z^&zuO 1. 建模任务 #SLiv
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{KqW<X6Hp 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 @)ozgs@e 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 Gd&G*x
'@^<c#h]= 2. 建模任务:正弦光栅 DKQQZ`PF ~}YgZ/U7T x-z方向(截面视图) Iq;a!Lya- d#,
tV.96P;)/9 光栅参数: Ky7-6$ 周期:0.908um K!jau|FS 高度:1.15um M>Ws}Y (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) 5tbi};
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3. 建模任务 Re\V<\$J
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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。 $/i;UUd
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 =dC5q{
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4. 光滑结构的分析 ?6^KY+ 5`C
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 r#.\5aQt
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% !U+XIr
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5. 增加一个粗糙表面 qxwD4L`S
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^$O,Gy) V VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 \\Huk*Jn{ 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。 B8G1
#V_jK FZtIC77X5
,}#l0BY B1gBvss 3>sA_ q:v&wb% 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
uod&'g{N 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
ZgI1Byf 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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|q\:3R_0 ]q@6&]9 6. 对衍射级次效率的影响 %,*{hhfu co%ttH\ n {^
^)bf|1' 粗糙度参数:
Cc,,e` 最小特征尺寸:20nm
RoWGQney 总的调制高度:200nm
"h}miVArS 高度轮廓
{)0"?$C_H j!P]xl0vOZ
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EWg\\90 #4*~ 4/ 效率
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*G#W],~0 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
ZK@ENfG .qCD(XZ+ xV4
#_1( 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
#}W^d^-5t5 总调制高度:400nm 高度轮廓
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Q_F8u!qrZ 3R[5prE< 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。 tQ:)j^\ viT/$7`AI 粗糙度参数: l(@UpV- 最小特征尺寸:40nm iii2nmiK 总调制高度:200nm ^{GnEqml& 高度轮廓 #xS8
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 mpBSd+;Z
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粗糙度参数: eEkFZx
最小特征尺寸:40nm Yqy7__vm
全高度调制:400nm %+U.zd$
高度轮廓 ?A/+DRQ(
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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。 hTZaI *
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7. 总结 vlAYKtl3]
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)。 VQO6!ToKY
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 6u`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。 TpLlbsd
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。 ^<#08L; 7yLO<o?9w