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。 eb:mp/ `}F=Zjy 1. 建模任务 {=7W;uL
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Dd*T5A? 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 q+32|k>) 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 Ifu$p]~z$
R,A|"Q 2. 建模任务:正弦光栅 _f,q8ZkSr cW),Y|8 x-z方向(截面视图) M~7?m/Wj "t8mQ;n
)%C482GO- 光栅参数: 8 &VwAo 周期:0.908um ##,i< 高度:1.15um DB_
x (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) `NV =2T
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3. 建模任务 K4xZT+Qb
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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。 7 .+kcqX
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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。 `R8~H7{I6
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4. 光滑结构的分析 ,^|+n()O
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 7G%`ziZ
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% "=|yM~V
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5. 增加一个粗糙表面 9A3Q&@,
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ClVMZ VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 H:9(
XW 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。 |fTQ\q]W &.<{c
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AGCqJ8`|T G~4 ^`[elB zK:/
1 v1 oS f 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
#)>>f 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
f*5=,$0 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
e@0wF59 A1%V<im@Z
TmX~vZ q.<q(r 6. 对衍射级次效率的影响 wqE ]o=
k `p#A2ApA g:;v] 粗糙度参数:
= "c
_<?=[ 最小特征尺寸:20nm
1 ,D2][ 总的调制高度:200nm
P$]Vb'Fz 高度轮廓
Q1&: +7% &R*d/~SU
(eO0Ic[c sur2Mw(M" %7
J 效率
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&% M^:WT 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
mL6/NSSz L?9Vz&8] 8%
1hfj 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
Z/beROW ) 总调制高度:400nm 高度轮廓
4eaC18? #llc5i;
3\mFK$#sr msY"Y*4 效率
U}Xc@- \ ? /~
V"v"7E
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。 "_#%W
oo Qr0JJoHT 粗糙度参数: sUbZVPDr 最小特征尺寸:40nm 'a"<uk3DT 总调制高度:200nm G|^gaj '9 高度轮廓 UdL`.D,
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效率 ^@[[,1"K
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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。 >Q+EqT
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粗糙度参数: 2_F`ILCML
最小特征尺寸:40nm h{PLyWH
全高度调制:400nm m,up37-{
高度轮廓 f"-<Z_
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效率 1km=9[;w'
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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。 r`7`f xe
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7. 总结 #K)HuT
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)。 {H>iL
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 {O^1WgGc[
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。 "+XO[WGc
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。 ZcdS?Z2k ~RMOEH.o