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。 3D{4vMmX `l2< 1. 建模任务 J xm9@,
noNF;zT
4c[)}8\ 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 1 {x~iZa 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 ASZ5;N4u
yj'' \ 2. 建模任务:正弦光栅 ;K\N ~}-p5 q2 x-z方向(截面视图) =+}}Sv2 qzt2j\v
$Cd ;0gdv 光栅参数: 4Sstg57x~ 周期:0.908um e=o{Zo?H= 高度:1.15um {L4>2rF (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) }
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3. 建模任务 MIlCUk
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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。 HS6Imi
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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。 9MB\z"b?A
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4. 光滑结构的分析 W]D`f8r9
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 K rr?`n
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% |c
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5. 增加一个粗糙表面 qBBYckS.
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_7=pw5[ VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 yxC Ml. 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。 fsrg2:kQ s0)qlm*
zY+t ,2z RUS7Z~5
9uw,-0*5 mI7rx`4H hINnb7o 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
Q"OV>kl k 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
)iEa2uJ 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
T6R7,Vt'v wWJQ~i?
m0I # q!hy;K`Jd 6. 对衍射级次效率的影响 JA?,0S y\)G7
( eg$5z
Z 粗糙度参数:
"rjv5*z^& 最小特征尺寸:20nm
'YZI>V* 总的调制高度:200nm
6bbZ<E5At 高度轮廓
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AGC /$FXg;h9$
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NVO9XK ]]J#7L# 效率
z*M}=`M$
<\1}@?NGC 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
QJM-`( \3H<z@; y wW-p. 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
3x"@**(Q 总调制高度:400nm 高度轮廓
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R80 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。 N,j>;x3xT Z?~gQ
$ 粗糙度参数: !X5o7b ) 最小特征尺寸:40nm jIAW-hc] 总调制高度:200nm 2
) TG 高度轮廓 CrnB{Z4L
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效率 +(;8@"u
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Dk)@>l:gI,
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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。 0s860Kn
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粗糙度参数: 6RK ~Dl&g
最小特征尺寸:40nm VDB$"T9#
全高度调制:400nm wXc,F D$
高度轮廓 uew0R;+oa
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效率 -1Djo:y
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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。 7<^'DOs
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7. 总结 pU
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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)。
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对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 riID,aut
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。 YV*b~6{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。
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