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。 71RG1,
<FkoWN
1. 建模任务 ?Z1&ju,Hd-
7_=7 ;PQ<
>qqI6@h]c
一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 !vrduOB
对于该仿真,采用傅里叶模态法。 7])cu>/
lI)RaiMr=
2. 建模任务:正弦光栅 1xBg^
&'mq).I2
x-z方向(截面视图) O(_a6s+m
TJ5g?#Wul
+WH|nV~lQ
光栅参数: .5tE, (<?
周期:0.908um YKWiZ
高度:1.15um nt5x[xa
(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) `R\nw)xq
HCCEIgCT
3. 建模任务 z_ 01*O
qH8d3?1XO
Ir,3' G
Jc3Z1 Tt
46(=*iT&V
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。 fOHgz,x=
C4].egVg
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。 Sc?UjEs
p'fD:M:
M'gL_Xsei
&Q>tV+*
4. 光滑结构的分析 $vR#<a,7>
^p}S5,
C&1()U
[bK5q;#U4
计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 -".q=$f
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% MT3TWWtZ:
^'Z?BK
Ld9YbL:
A><q-`bw
5. 增加一个粗糙表面 '=V!Y$tn
Ed>Dhy6\r
01_*^iCf5
VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 O^L#(8bC
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。 2BGS$$pP
}j_2K1NS{
p!_3j^"{
j}.,|7X
BB .^[:,dA
kLfk2A;' i
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..hxC
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 oR1HJ2>Z1
第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 A#@9|3
!4 =]@eFk
K8?]&.!
DDwj[' R
6. 对衍射级次效率的影响 JK/VIu&!
:MF F*1
*i)3q+%.
粗糙度参数: Bokpvd-c7
最小特征尺寸:20nm Ht,dMt>:
总的调制高度:200nm bZKlQ<sI
高度轮廓 h't!1u
-V_iv/fmM
F^/b!)4X
@L/p
6A;,Ph2
效率
{}A1[Y|
vhz[ H
粗糙表面对效率仅有微弱的影响 dW4FMm>|
mV'XH
oj'a%mx
粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm yOdh?:Imv
总调制高度:400nm 高度轮廓 1!P\x=Nn_
#<k L.e[
AW')*{/(Ii
Mcfqo0T-
效率 =uil3:,[S
p\).zuEf.
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。 |3SM
qPvWb1H:
粗糙度参数: Ix59(g
最小特征尺寸:40nm Gtm|aR{OS
总调制高度:200nm B_3:.1>"BM
高度轮廓 '&+5L.
;+3XDz
v
CUI\:a-
xJ(}?0h-X
效率 XN Gw@$
_B6W:k|-7l
,"xr^@W
Wq"5-U;:w
更大的”最小特征尺寸”降低了0级衍射的透射效率。 !$Whftg
O}Mu_edM
,CED%
粗糙度参数: Py^fWQ5I~%
最小特征尺寸:40nm Ss$/Bh>hN
全高度调制:400nm 41XS/# M$*
高度轮廓 9,J^tN@^
C>=[fAr mO
eR|u']Em>T
效率 E-v#G~
3I.0jA#T&/
G}V5PEF]`
/<e<-C*d&<
BTAt9Z8qK
对于较粗糙的表面,0级衍射效率大幅降低,而且±1级衍射效率的不对称性增大。 DV!10NqUr
=#so[Pd
7. 总结 VNT*@^O_=
VirtualLab的光栅工具箱可对任意形状光栅结构进行严格分析(如包含一个附加粗糙面的正弦光栅)。 [~Vj(H=KwI
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 m3']/}xHO
光栅级次分析器能够计算全部或特定衍射级次的衍射效率。 /!A?>#O&.
利用VirtualLab光栅工具箱,光栅表面的粗糙度可被加以考虑。因此,由于加工引起的结构差异产生的影响可被估算。 Bbj%RF2,
k"$E|$