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。 \#~~,k
6f !'n+0 1. 建模任务 n j1 cqh
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&XN*T.Y` 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 #]n[ 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 d0|Q1R+3
]+,Z() 2. 建模任务:正弦光栅 {:fyz#>>^ >uxak2nM- x-z方向(截面视图) #F[6$. Gr :Im_=S[0
0]NjsOU= 光栅参数: &>sG xK 周期:0.908um )]rGGNF* 高度:1.15um '(I"54W (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) |0m h*+i
)V~<8/)
3. 建模任务 'g( R4deCX
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 3^wJ4=^
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4. 光滑结构的分析 Mm|HA@W^
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 pLrNYo*d
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% V/J[~mN9
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5. 增加一个粗糙表面 7{/qQGL
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Po9 3&qE VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 B% BO 因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 Koahd= Qa(u+
F1gDeLmJ {ZN{$Ad3/ 6R dfF$f ukvz#hdE 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
*slZ17xg 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
sRt|G 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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80l(,0`, es&+5 6. 对衍射级次效率的影响 ~"+[VE5 GsE?<3 oKzV!~{0M; 粗糙度参数:
>-EoE;s 最小特征尺寸:20nm
9`-ofwr'| 总的调制高度:200nm
Q]a5]:0 高度轮廓
3J%jD A3!NEFBK
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uD6f # |w,^tV /.7x[Yc 效率
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SS(jjpe&, 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
YWd:Ok0 B=|yjA'Fg u\smQhQGE 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
q2&&n6PYW 总调制高度:400nm 高度轮廓
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\#G`$JD $5%tGFh 效率
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 6Q>:g"_ .:l78>f 粗糙度参数: PN+,M50;1 最小特征尺寸:40nm @fbvu_-]. 总调制高度:200nm P8z++h 高度轮廓 JFR,QUT
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 } [D[ZLv
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粗糙度参数: |F9/7 z\5+
最小特征尺寸:40nm m'z <d
全高度调制:400nm &$< S1
高度轮廓 z}u
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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。 "1h|1'S50?
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7. 总结 |CStw"Fog
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)。 ?}B_'NZ%
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 #UI@<0P)
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。 w9i1ag
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。 =GFlaGD ]U'KYrh