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。 \D5_g8m:
B]nu \! 1. 建模任务 FgnS+c3W(
)b=m|A GX
S=zW
wo$ 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 c#L.I 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 )e?6 Ncy
V9\y*6#Y, 2. 建模任务:正弦光栅 C"cBlru8B na`8ulN_ x-z方向(截面视图) |h 3`z ;\],R.!
KB`">zq$u 光栅参数: krSOS WJ 周期:0.908um vO
3-B 高度:1.15um hmES@^n!_ (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) 5M=
S7B3=
Y-
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3. 建模任务 X B[C&3I
$.Qu55=z<
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Pm=i(TBS/
OlcWptM$
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。 +*=?0 \
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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。 cS;O]>/5
Dy|DQ> ?}
ZK?:w^Z
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4. 光滑结构的分析 ]%<0V,G
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FX&)~)
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qYbPF|Y=Z
计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 J?[}h&otQ
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% be(p13&od
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rT!9{uK
qy,X#y'FuE
5. 增加一个粗糙表面 Mw{skK>b
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G}0fk]%\: VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ECf
$ 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。 n||!/u)* tbq_Rg7s
aj6{ 1Jn:huV2 nk+*M9r|I yL%k5cO$N 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
}ej-Lu,b3 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
DOGg=`XK1 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
#7dM % !Z`xwk"!
Nk/Ms:57y 2apQ4)6#[H 6. 对衍射级次效率的影响 :rX/ILAr -nKBSls u9^R
?y 粗糙度参数:
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tSo 最小特征尺寸:20nm
#zv'N 总的调制高度:200nm
"Qxn}$6- 高度轮廓
:>GT<PPD; _=oNQ
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h4 XdH ^"\.,Y ;3k6_ub 效率
7LdNE|IP
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QI-gw 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
L~~Dj:%uq ?G>#'T[ 4uUR2J 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
qnZ`]? 总调制高度:400nm 高度轮廓
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G$HLta sw@*N 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。 QU{\ClW/? xuDn: 粗糙度参数: sP NAG
最小特征尺寸:40nm TAu*lL(F 总调制高度:200nm .DkDMg1US 高度轮廓 4c_F>Jw[
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效率 fKY1=3
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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。 Z0 e+CEzq
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粗糙度参数: |k4ZTr]?
最小特征尺寸:40nm zA/W+j$:
全高度调制:400nm Q nqU!6k@
高度轮廓 #dGg !D
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效率 nA]dQ+5sT
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ku'%+svD
xUD$i?3z
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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。 DOWUnJ;5
>gr6H1
7. 总结 j1>77C3
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)。 | ~G;M*q
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 1*r{%6
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。 .6E7 R
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。 Ac.z6]p 9&W\BQ