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。 +CXq41g"c LY#V)f 1. 建模任务 ICc:k%wE7
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0M"T[c 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 7xO~v23oe 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 V?jWp$
;<%th 2. 建模任务:正弦光栅 g@>93j=cZU g&8-X?^Q x-z方向(截面视图) Um*&S.y Gq%,'amf
*<h )q)HS 光栅参数: afu!.}4Ct 周期:0.908um 5aXE^.` 高度:1.15um ^7t1'A8e< (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) : &~LPmJ
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3. 建模任务 m6A\R KJ'
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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。 GNHW bC6_m
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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。 SO<9?uk.
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4. 光滑结构的分析 9oG)\M.6w
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 WYkh'sv >
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% CW.T`F
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5. 增加一个粗糙表面 EW+QVu@
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#%V+- b( VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 @18}'k 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。 ySF^^X$J \BO6.;jA
Q-1Xgw! bU/YU0ZIT )l`VE_(| @3S:W2k 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
<|w(Sn 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
HuQdQ*Q 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
1y,/|Y x+DecO2
EG3u)}vI uH[:R vC0 6. 对衍射级次效率的影响 dQO5 oa`7ClzD Gi*_ & 粗糙度参数:
\p]B8hLW 最小特征尺寸:20nm
b #Llu$ 总的调制高度:200nm
JU)k+:\a 高度轮廓
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Dv&K3^~Rfb 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
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粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
"b%FkD 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。 '}"&JO~vPj ?/myG{E 粗糙度参数: 15r=d 最小特征尺寸:40nm 8DM! ]L 总调制高度:200nm c]/S<w< 高度轮廓 c5:X$k\
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效率 l[rK)PM
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 0?dr(
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粗糙度参数: Q|e-)FS)
最小特征尺寸:40nm "fW
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全高度调制:400nm HxcL3Bh$~}
高度轮廓 &~2IFp
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效率 ww #kc!'
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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。 <fV][W
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7. 总结
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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)。 c*\;!dbP
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 x*=1C,C
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。 +C[g>c}d
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*(^:#"9 vm'Z A7f6