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。 *%*Bo9a/ k5Su&e4]] 1. 建模任务 Cj$:TWYIh[
i! gS]?*DH
,T$ GOjt 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 '8[;
m_S 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 Vcnc=ct
v7\rW{~Jd& 2. 建模任务:正弦光栅 BGHZL~ zRbY]dW x-z方向(截面视图) `YqXF=- pw`'q(ad
}9&dY!h + 光栅参数: )sNPWn8<Uy 周期:0.908um I?^(j;QpS 高度:1.15um ci/qm\JI<< (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) O<E8,MCA[a
x=+>J$~Pb
3. 建模任务 jAU&h@
Cc;8+Z=a?G
Sp*4Z`^je
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Qqx!'fft
VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 )@P*F)g~
bwj{5-FU
利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 sG)aw`_j
/0$fYrg>J
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x,zYNNx5g
4. 光滑结构的分析 H:XPl$;
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 (\!?>T[En
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% u0A$}r$L
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Z4rk$K'=1w
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5. 增加一个粗糙表面 ?~4x/d%
5+;Mc[V3-
P|Gwt& VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 >]_^iD]*t 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。 L`X5\D'X SOn)'!g
vZ811U~} ?$T ^L"~ kkWv#,qwU a2tEp+7? 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
^i_+ugJX 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
H7z)OaM 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
k!}(a0h MtaGv#mJ
P/.<sr=2 w;j<$<4=7 6. 对衍射级次效率的影响 `-OzjbM 1dw{:X=j @!u{>!~0 粗糙度参数:
+ima$a0Zyt 最小特征尺寸:20nm
3T0~k-- 总的调制高度:200nm
yNowhh 高度轮廓
{\CWoFht> /I!62?)-*
GK!@|Kk8q7 xr7}@rq"U< M<d!j I9) 效率
tx~,7TMS/
u!5q)>Wt( 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
MP)Prl> x,.= VB #v<`|_ 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
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P5K 总调制高度:400nm 高度轮廓
K) fKL
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ZTV)D |Z{#DOT 效率
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FMf3 yn_f%^!G
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。 $!MP0f\q
g Qn.dL@W 粗糙度参数: wbrOL(q.m 最小特征尺寸:40nm ]oVP_ &E 总调制高度:200nm 6QCVi 高度轮廓 Z4Dx:m-
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效率 -X!<$<\y;
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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。 N6"sXwm
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粗糙度参数: ; F'IS/ttX
最小特征尺寸:40nm z$R&u=J
全高度调制:400nm PdqvXc
高度轮廓 bE.<vF&
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效率 Lv['/!DJ|
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对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 jq% <Z,rh
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7. 总结 7HH@7vpJ^
VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 @i!+Z
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 pI-Qq%Nwt
光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 -Yse^(^"s
利用VirtualLab光栅工具箱,光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此,由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 XjN=UhC Z9$pY=8^?