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。 ,-8-Y>[
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1. 建模任务 hwJ>IQ1
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一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 QHf&Z*Xtl
对于该仿真,采用傅里叶模态法。 0< vJ*z|_
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2. 建模任务:正弦光栅 Y|Gp\
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x-z方向(截面视图) #u8#<
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光栅参数: Xo/H+[;X
周期:0.908um Rb&9!z
高度:1.15um ,p#B5Dif/
(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) -D'XxOI
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3. 建模任务 kmc"`Ogotw
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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。 tkr&Fs"t+
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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。 gK({InOP
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4. 光滑结构的分析 H)7v$A,5%
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 Q+9:]Bt
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% rlY0UA,
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5. 增加一个粗糙表面 `Y4K w
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VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 ~ a`[p\
因此任意光栅形状(如正弦光栅)可以与粗糙表面组合,形成粗糙光栅面型。 0r1GGEW`s
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该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。 *0!p_Hco
第一个重要的物理参数称为”最小特征尺寸”。 J~]@#=,v
第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。 =N\; ?eF(
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6. 对衍射级次效率的影响 D~ Y6%9
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粗糙度参数: 4F#H$`:[
最小特征尺寸:20nm @`4T6eL5
总的调制高度:200nm S7f.^8
高度轮廓 VbvP!<8
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效率 D0FX"BY7
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粗糙表面对效率仅有微弱的影响 1\m,8i+gU
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粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm nwKp8mfP
总调制高度:400nm 高度轮廓 1 #,4P1"
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效率 W-s 6+DY
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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。 @Z
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粗糙度参数: z1Ieva]
最小特征尺寸:40nm u>fMO9X}2
总调制高度:200nm :6nD "5(
高度轮廓 gvuv>A}vJ
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效率 vYV!8o.I
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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。 YQN:&Cls
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粗糙度参数: &6vaLx
最小特征尺寸:40nm 9Y.(xp &vw
全高度调制:400nm !y b06Z\f
高度轮廓 #]jl{K\f#X
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效率 yk8b>.Y\A
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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。 v-z%3x.f
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7. 总结 \PxT47[@e
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)。 JW[6
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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。 .gg0rTf=-
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。 lwf4ke
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。 nm1dd{U6^
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