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。 #`(WUn0H? sV/l5]b] 1. 建模任务 Xd<t5{bD!
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?-MP_9!JK 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 K<4Kk3 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 0V$k7H$Z
BecPT 2. 建模任务:正弦光栅 LJFG0 W W#'c5:m
4 x-z方向(截面视图) MZV_5i@: !ErH~<f%K
Bj Wr5SJ 光栅参数: ?m7:if+y 周期:0.908um R!(ZMRMn 高度:1.15um 8j5<6Cv_
(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) oR .cSGh
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3. 建模任务 0v)bA}k
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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。 }|\d+V2On
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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。 g7\,{Bw#E
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4. 光滑结构的分析 JL=U,Mr6
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 Cx<0 H
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% N8toxRu
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5. 增加一个粗糙表面 ^3VR-u <O
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m: n`g1 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 $
_j[2EU 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。 o*WY= ({r*=wAP
v+7kU= !RB)_7 fhPkEvJ XfPFo6 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
Wj|alH9< 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
Q?b14]6im 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
2. G=8:l {7u[1[L1
+gd4\ZG C%d_@*82 6. 对衍射级次效率的影响 &LO"g0w f()FY<b [x=jH>Y 粗糙度参数:
~h}Fi 最小特征尺寸:20nm
~5Pb&+<$ 总的调制高度:200nm
U,#yqER'r 高度轮廓
j/=iMq dr)YzOvba
A?_ =K S/|,u`g- NBl+_/2'w 效率
1b=lpw1}
A.<H>=Z#O 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
rX_@Ihv' O~j> ? Grs]d-xI 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
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总调制高度:400nm 高度轮廓
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b 效率
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y EY*(Bw
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。 F,
U*yj l/;X?g5+ 粗糙度参数: 5F`;yh+e 最小特征尺寸:40nm g^*<f8 ~d 总调制高度:200nm %X#zj" 高度轮廓 DN4$Jva
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效率 oIUy -|
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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。 \fr-<5w7 9
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粗糙度参数: Y*mbjyt[?X
最小特征尺寸:40nm v<Bynd-
全高度调制:400nm nUkaz*4qU
高度轮廓 j*~T1i
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效率 j xYc2
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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。 `/Y{ l
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7. 总结 R8.CC1Ix
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)。 Y@PI {;!
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 2NB L}x
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。 q^6 +!&"
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。 V!)O6?l j0@[Br %7