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2021-11-23 13:12 |
受粗糙光栅表面影响的光栅级次效率分析
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。 ?0s&Kz4B JvW!w)$pY 1. 建模任务 EJaO"9
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u`*$EP-% 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 z5[Qh<M 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 '+S!>Lqb oX/#Mct{s 2. 建模任务:正弦光栅 /dVcNo3" hJ Jo+NNN x-z方向(截面视图) IifH=%2Y R*O6Z"h
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L 光栅参数: 3_ =:^Z 周期:0.908um UZc{ Av 高度:1.15um ue}lAW{q (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) 1g|6,J dFpP_U 3. 建模任务 'BEM:1) yucbEDO.
'DH_ihZ !un_JZD w{ x=e 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。 hN:2(x RAEiIf!3 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。 04z2gAo GwlAEh P
pM@0>DVi /#?i +z 4. 光滑结构的分析 RK=YFE 0 *:,7
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:cTwp K 1FC1*7A[ 计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 ((_v>{ 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% ;0++):30V #1f8A5<
8,(5Q ?Wp{tB9N0 5. 增加一个粗糙表面 4,R1}.?BzJ V|dKKb[Lve
5 %aT VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 UbV} ! 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。 8DNGqaH;dt $yg}HS7HC
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kv3jbSKCT )u'(" 8/E?3a_g- 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 -{fbZk&A 第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 Y3I+TI>x 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 -T-h~5 ;zvg] %
=2[cpF] kQm\;[R 6. 对衍射级次效率的影响 Lpdp'9>I "%Eyb\V! enT.9|vm/ 粗糙度参数: tpi63<N 最小特征尺寸:20nm O ijG@bI8 总的调制高度:200nm 7uRXu>h 高度轮廓 -xf=dzm) ~3 z10IG
Nl1v*9_x XA:v:JFS SuW_[6] 效率 )f0t"lk
Si]8*>}-B 粗糙表面对效率仅有微弱的影响 X/nb7_M 2}Q)&;u =jmn 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm e&u HU8k* 总调制高度:400nm 高度轮廓 k^.9;FmQ .HG0%Vp
l$Y7CIH '%RYo# 效率 _,;c2 d+fig{<b
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。 o^},L? A_@#V)D2 粗糙度参数:
p_QL{gn 最小特征尺寸:40nm 7@Qz 总调制高度:200nm #f@sq5pTO 高度轮廓 h7
> h^bbU.
/cDla5eej DP*[t8 效率 W$P)fPU' nK6{_Y>
j4Cad -$4PY, 更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 f?_H02j`/E qGgT<Rd~1 r!etj3 粗糙度参数: pXCmyLQ
最小特征尺寸:40nm ,y?0Iwf 全高度调制:400nm .t0Q>:}&b 高度轮廓 [>4Ou^=1
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P Ohnd:8E 效率 (6fh[eK86 ;
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\=4[v-3H $q{-)=-BXQ m4|9p{E 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。 Hc4]2pf a!P?RbW 7. 总结
!5Kv9P79 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)。 4 ?,N;Q 对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 $ T.c>13 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。 $GYcZN& 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。 IiIF4 pQ,
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