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。 I(9R~q c7M%xGrP 1. 建模任务 >-O/U5<!
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7{xh8#m 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 ;>AL`M+ 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 H_0/f8GwnG
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Cn*& 2. 建模任务:正弦光栅 ^qC;Nh4F gq"gUaz x-z方向(截面视图) Dc+'<" Zr-U&9.`
{&"L~>/o 光栅参数: qY>{cjo 周期:0.908um 3LfC{ER 高度:1.15um [xT:]Pw} (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) RGK8'i/X
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3. 建模任务 o}<4*qlI
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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。 Fh*j#*oe
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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。 M{$j
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4. 光滑结构的分析 l9Q(xuhv
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 Cn_$l>
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% Q0\0f
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5. 增加一个粗糙表面 93<:RV
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8 VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 0[F:'_ 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。 .>(Q)"v X{^}\,cVtG
!J=sk4T c,Euv>*` 87WBM;$&s Sggq3l$Qc 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
jt@SZI` 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
lKkN_ (/j 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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fgj^bcp- bT6sb#"W 6. 对衍射级次效率的影响 jY6MjZI X]loJoM9
5*\\J&H 粗糙度参数:
~w</!s 最小特征尺寸:20nm
f,z P* 总的调制高度:200nm
W[[bV 高度轮廓
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X1tXqHJF} !vn1v)6 7n o5b]
\ 效率
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AkU<g 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
<}jPXEB" Eh|. =&dW(uyzY 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
jEz+1Nl) 总调制高度:400nm 高度轮廓
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$hR)i 93IFcmO.H@ 效率
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由于粗糙表面的总调制高度变大,±1级衍射效率发生轻微不对称。 0lM{l? B$?qQ|0:= 粗糙度参数: LwuF0\ 最小特征尺寸:40nm K={qU[_O 总调制高度:200nm g`k?AM\ 高度轮廓 (!5LW'3B
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效率 fQnwy!-\
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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。 6
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粗糙度参数: /q\_&@
最小特征尺寸:40nm ~Z$bf>[(R7
全高度调制:400nm (IbW;bV
高度轮廓 B6}FIg)
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效率 ]J2:194
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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。 T_<BVM
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7. 总结 UFn8kBk
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)。 K,xW6DiH
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 P`1EPF
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。 S\NL+V?7h
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。 >n.z)ZJ &ogt2<1W