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。 TQ69O + i'MpS 1. 建模任务 k*|WI$
+P|Z1a -jB
DgGG*OXY 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ij&T\):d 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 =q<t,U P8
,Wlw#1fP 2. 建模任务:正弦光栅 nEfQLkb[| x.ucsb x-z方向(截面视图) DpvMY94Qh *DuP~8
~!#2s' 光栅参数: aB2t /ua 周期:0.908um DlxL: 高度:1.15um jPmp=qg"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) nRh.;G
NflRNu:-
3. 建模任务 eK =v<X
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arb'.:[z^
lJ(];/%
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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。 `8b4P>';O'
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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。 >L,Pw1Y0W[
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4. 光滑结构的分析 U^d!*9R
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 KpfQ=~'
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% p(pL"
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k'PN fx\K
6&[rATU+
5. 增加一个粗糙表面 ^ SW!S_&Z2
Ht&%`\9s
:z a:gs0 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ;]Ko7M(4 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。 !"s~dL,7
(i>bGmiN
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Q= k*!f@ M
{7+y56[yu o`~%}3 2_CJV 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
uM@ve(8\ 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
^u$?& # 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
|\J! x|xy fe+2U|y
1Gh3o}z t+2,;G 6. 对衍射级次效率的影响 dobqYd4` M:cW/&ZJ <a)L5<# 粗糙度参数:
T}y@ a^# 最小特征尺寸:20nm
<BhNmEo)2 总的调制高度:200nm
'h{| ] 高度轮廓
<S(`e/#[ /=~o|-n8@
G*W54[ .;jp2^ Cbjx{ 效率
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;*q 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
Bb@m-+f Z{rD4S@^ !y-,r4\@` 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
wfrSI:+> 总调制高度:400nm 高度轮廓
JQk][3Rv >SaT?k1E
z P=3B%$ GcCMCR3 效率
B|.8+Q Pef$-3aP>E
由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 [@`Ki ~#nbD-*# 粗糙度参数: -|YDKcL 最小特征尺寸:40nm ;ep@
)Y 总调制高度:200nm y)0wM~E;2 高度轮廓 g"|Z1iy|9
Oj0,Urs7
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效率 jb0LMl}/A
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更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 @zAav>
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粗糙度参数: {aVL3QU
最小特征尺寸:40nm L__J(6,V2
全高度调制:400nm *8#]3M]
高度轮廓 X2S:"0?7
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效率 m8C
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对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 X9/]<Y<!
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7. 总结 ,G%?}TfC)
VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 +?R!
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 NkL>ru!b9
光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 rIo)'L$uU
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。 3*;S%1C^
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