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。 `.dwG3R !
2knSS 1. 建模任务 }K`KoM
P;K LN9/4
5UOqS#"0 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 )v*k\:Hw 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 IOF!Ra:w
8 R7w$3pp\ 2. 建模任务:正弦光栅 _ker,;{9C ` AD}6O+x x-z方向(截面视图) 'rS\9T /Oi(5?Jn
Ke3~o"IQ 光栅参数: ~wF3$H.@; 周期:0.908um D(TG)X? 高度:1.15um FCOa|IKsN (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) HG< z,gE
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3. 建模任务 hOkn@F.
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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。 BlZB8KI~
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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。 P;-.\VRu
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4. 光滑结构的分析 _L` uCjA
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 H=*0KX{
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% p&u\gSo
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5. 增加一个粗糙表面 W`c$2KS?DO
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+'iqGg- VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 xLLTp7b( 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 I Z*) &/2+'wCp5
a&2x;diF 64'QTF{D tS5J{j>T S 1^t;{" 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
i%F2^R@!q/ 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
:is2 &-|x 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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6. 对衍射级次效率的影响 fVa z'R :;hX$Qz {oF;ZM'r 粗糙度参数:
1JdMw$H 最小特征尺寸:20nm
t6`(9o@} 总的调制高度:200nm
cTn(Tv9s 高度轮廓
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f<$*,P p,|)qr:M _3N,oCRm 效率
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tJQZRZViu 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
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H>3 d8R|0RZ ^&y*=6C 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
_D@QsQ_Z 总调制高度:400nm 高度轮廓
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]9'F<T= $_ 9!_LsQ\) 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。 ;"e55|d9I 2XV|( 粗糙度参数: &U=_:]/ 最小特征尺寸:40nm {M=B5- 总调制高度:200nm QhAYCw2 高度轮廓
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效率 `('Up?
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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。 RtxAIMzh?
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粗糙度参数: )' ,dP)b
最小特征尺寸:40nm p14$XV
全高度调制:400nm :
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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。 G%i&C)jZ
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7. 总结 6"rS?>W/mO
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)。 fHI@'
'0
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 Q'ib7R;V,
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。 {S%;By&[
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。 +:c}LCI9< AGVipI #