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。 F2!]T = RN"Ur'+ 1. 建模任务 6H^=\
K+3+?oYKH
VI k]`)# 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 75W@B}dZd 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 Ci$?Hm9 n
yn|U<Hxl~H 2. 建模任务:正弦光栅 "U|u-ka8B E-v^eMWX x-z方向(截面视图) c"oJcp RC~ C}
b^R_8x 光栅参数: e'T|5I0K 周期:0.908um h@jk3J9^ 高度:1.15um B\\M%!a> (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) &f-x+y
q{uv?{I
3. 建模任务 FJ] ?45
~S~4pK
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 z<OfSS_]R
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 5%]O'h
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4. 光滑结构的分析 hxkwT
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 "Bl6)qw
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% '}9 %12\^h
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5. 增加一个粗糙表面 C&f{LpB`
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|Ge!;v VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ?0?+~0sI 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 -u~AY#* BHpj_LB-P
Y2W{?<99 #{5h6IC gg@Ew4L& 9#1Jie$ 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
OjsMT] 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
M3s:B& / 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
Dop,_94G og`g]Z<I
c/}-pZn< Ws:+P~8 6. 对衍射级次效率的影响 A'suZpL uQ3W = }*c[}VLN 粗糙度参数:
mw*KLMo42 最小特征尺寸:20nm
=U}!+ 8f 总的调制高度:200nm
ZJV;&[$[ 高度轮廓
V(M7d>N5G <x1,4a~
@5{h+ ^ YLp#z8 1e GRAPv|u9[ 效率
b&!x.+d-z
e#^vA$d 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
m6o o-muAr EO\- J-nM 6c*QBzNL 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
{4r } jH 总调制高度:400nm 高度轮廓
;RS^^vDm }@vf=jm>
Lv@'v4.({ F@1Eg 效率
!-tVt
D ^t P|8k
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。 sPRs;to- +K48c,gt? 粗糙度参数: 3-_`x9u* 最小特征尺寸:40nm t]+h. 总调制高度:200nm v(l:N@L 高度轮廓 v
K!vA-7
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效率 }T"&4Rvs2R
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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。 ^\w!D{Y7Q
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y)T|1)
粗糙度参数: 7w?N-Q$y
最小特征尺寸:40nm (#rhD}
全高度调制:400nm Iy@6cd,)S
高度轮廓 1(qL),F;
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效率 gZ6tbp,X
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K*N8Vpz(
对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 BoofJm
A:V/i:IZfR
7. 总结 &J,&>CFc
VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 uwu`ms7z 2
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 p;)@R$*
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。 uOb}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。 &W
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