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。 URr{J}5
a(`"qS 1. 建模任务 gd]k3XN$f
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RM25]hx 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 XzBl }4s 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 6LT.ng
_(@Vf=t 2. 建模任务:正弦光栅 [A;0IjKam 3?&P^{ x-z方向(截面视图) ,;h}<("q h)r=+Q\'(S
ICWHEot 光栅参数: IJZx$8&A 周期:0.908um xCu\ jc)2 高度:1.15um Fcn@j#[J (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) B|AIl+y
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3. 建模任务 ^w
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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。 1HRcEzA
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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。 O3p<7`K<4
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4. 光滑结构的分析 gp^xl>E
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 '^:q|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% P`n"E8"ab<
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5. 增加一个粗糙表面 !!v9\R4um
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RXhT{Ho(> VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 C7MCMM|S 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。 :1!k*5 HwBJUr91]
HhUk9 >7 JZ"XrS0? 1KI5tf>>p v-}D>)M^W 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
{MmK:C 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
SKSI\]Cc 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
J/A UOInh YM +4:P2
xbze{9n" t[bZg9; 6. 对衍射级次效率的影响 n'<F'1SWv l]geQl:7`r m^1'aO_;q 粗糙度参数:
I oC}0C7 最小特征尺寸:20nm
' n "n; 总的调制高度:200nm
;-{'d8 高度轮廓
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7Ep; _ 20BU;D3 qa/VSk!{ 效率
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j:J7 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
ZTi KU) qfB!)Y ne'Y {n(8% 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
G/_9!lE 总调制高度:400nm 高度轮廓
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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。 690;\O ' "5$2b>_UE 粗糙度参数: N/eFwv.Er 最小特征尺寸:40nm e4Jx%v?_P 总调制高度:200nm OC_i, 高度轮廓 \Qe`>nA
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效率 s7na!A[
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 TWo.c _l
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粗糙度参数: aA&}=lm
最小特征尺寸:40nm {&s.* 5
全高度调制:400nm GF^?#Jh
高度轮廓 5TVA1
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效率 K6@9=_A
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对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 zUd{9B$
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7. 总结 "gGv>]3
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)。 ""u>5f
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 J:Ncy}AO
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。 7q|51rZz
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。 Q
a8;MxK` =/L;}m)7