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。 4<.O+hS
[9V]On 1. 建模任务 :Q_x/+-
)47MFNr~>
"}b'E# 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 1zjaR4Tf 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 %jEY3q
=XT)J6z^" 2. 建模任务:正弦光栅 xMI+5b8 aV>aiR= x-z方向(截面视图) m&IsDAn WJ+>e+
5j{Np,K 光栅参数: j$x)pB3] 周期:0.908um g{>^`JtP 高度:1.15um zX kx7d8 (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) =MLf[
h1+hds+
3. 建模任务 q* !3C
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j'GtgT
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kIvvEh<L=
VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 phP>3f.T
!QEL"iJ6M'
利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 f:xWu-
#Qbl=o4
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4. 光滑结构的分析 :Q@)*kQH
0oU=RbC
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 s_eOcm
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% ._CP%
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5. 增加一个粗糙表面 0^~\COa
6EJVD!#[K
1S$h<RIPAc VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 (/h5zCc/v 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。 w([$@1] q\$6F)ha3
>UHa t FgX\4 N[U9d}Zv /_\W+^fE 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
N/~N7MwJj 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
x#8w6@iPQ 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
\cuS>G 'Qn~H[$/p
"5!BU& ^O6*e]C$ 6. 对衍射级次效率的影响 AQ{zx1^2>K xxa} YIe8 qv+R:YYOq 粗糙度参数:
.mxTfP=9 最小特征尺寸:20nm
F#V q#|_)> 总的调制高度:200nm
Cg!^S(U4 高度轮廓
Bw<rp- 6Nh0
>SCGK_Cr2 &ak6zM S>_27r{ 效率
Jb(Y,LO^
6C-YyI#s# 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
Imym+ \pY^^ l* dpzw.Z 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
|3eGz%Sd 总调制高度:400nm 高度轮廓
0 bSA_ >3D7tK(
MagMZR N$ alUx* 效率
5EeDHsvV9 +=3CL2{An
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。 z,f=}t[.Y cT'w= 粗糙度参数: P-Su5F 最小特征尺寸:40nm E{Vo'!LY 总调制高度:200nm SUdm 0y 高度轮廓 RKkGITDk
K|^wc$
uJow7-FD
U;^[$Aq
效率 f7<pEGb
"{BqtU*.
B~gV'(9g
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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。 M}F~_S0h
KL3<Iz]
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粗糙度参数: O!R"v'
最小特征尺寸:40nm ')#,X^
全高度调制:400nm zg}YGu|J
高度轮廓 F=wRkU
Ewo~9
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效率 4zc<GL3[
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kU*{4G|6
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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。 Omyt2`q
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7. 总结 'Cg{_z.~c
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)。 f}fsoDoQ=
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 D-ADv3E,
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。 |!*Xl)
]
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。 :Ml7G <n0{7#PDqw