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。 Y[m* I8IH\5k 1. 建模任务 ;7JyL|2
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eSW}H_3 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 })q8{Qj! 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 BHNJH
b`cH.v 2. 建模任务:正弦光栅 w2`JFxQ^x xyXVWd[ x-z方向(截面视图) | OZ>5 O\@0o|NM )sK_k
U{\ 光栅参数: &##JZ 周期:0.908um /CbM-jf 高度:1.15um h<WTN_i} (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) |+<o(Q(
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3. 建模任务 I=YZ!* f/`
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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。 `{}DLaD9
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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。 e4.G9(
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4. 光滑结构的分析 'm/`= QX
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 S9qc34\^=
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% `2HNQiK'@
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5. 增加一个粗糙表面 cNl$
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zogl2e+ VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。
'^,|8A2 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。 sz4;hSTy l?x'R("{ -{$L`{|G qa?0GTAS u#$sO;8s !XF:.| 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
?T'a{~]R 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
aR%E"P-6l 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
OX{2@+f# v-B&"XGy: q]P$NeEiZ" r}#,@< 6. 对衍射级次效率的影响 NHaqT@: /nNrvMtv N8m3Wy 粗糙度参数:
g+KuK`\N% 最小特征尺寸:20nm
9aY}+hgb# 总的调制高度:200nm
?]58{O(?c 高度轮廓
Twk,R. O L#u!T)!zW 0NyM| zj#8@gbh+ 7JLjA\k 效率
">Y(0^^ \7*"M y* 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
cGv`% p+xjYU4^C j\uPOn8k 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
g6;a2 总调制高度:400nm 高度轮廓
XWf1c ~J A04E <nr RjGJfN{ }(w9[(K 效率
Z!oq2,ia G@1T!` 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。 K,f-
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Tj6hj) 粗糙度参数: RhSoD.Da 最小特征尺寸:40nm ^ZDpG2(zk 总调制高度:200nm 'a=QCO
0 高度轮廓 3;wOA4ur
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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。 &u9@FFBT8
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粗糙度参数: _{y4N0
最小特征尺寸:40nm _"S1>s)X?j
全高度调制:400nm kZ<"hsh,Y'
高度轮廓 1p
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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。 |HA1.Y=
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7. 总结 )o_Pnq9_
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)。 ;&ypvKG
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 jLF,R7t
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。 TX$4x~:
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。 p[7?0 ( {9<c*0l