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。 xYT#!K1* Bm65W 1. 建模任务 Xs{:[vRW
C+X)">/+L
)[e%wPu4e 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 6#OL
;Y]_ 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 $'WapxF
Jsl k 2. 建模任务:正弦光栅 / c4;3>IS /UEV8 1 x-z方向(截面视图) i5ajM,i/K o+]Y=r2
=) mXCA^ 光栅参数: ({D}QEP 周期:0.908um iSSc5ek4 高度:1.15um #a|6Q 8 (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) TBoM{s=.
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3. 建模任务 [Ihp\!xqI
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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。 d~togTs1
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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。 Z;|0"K
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4. 光滑结构的分析 : ;E7+m
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 2b6? 9FX*
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% ,7n;|1`
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5. 增加一个粗糙表面 v!pj v%
RTg Q#<W8
3*X,{% VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 7G<KrKal 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。 a>&;K@ ain#_H
Zq\RNZ} :_{{PY0PK v&[X&Hu[ &;~2sEo, 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
.BYKdxa 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
Dr8WV\4@ 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
#f|NM7 + WU|sAK"
E1U 4v&P 4."o.:8x 6. 对衍射级次效率的影响 A;kw}! W|r+J8
@dWS*@ 粗糙度参数:
(dLE<\E 最小特征尺寸:20nm
g "K#& 总的调制高度:200nm
s{1Deek= 高度轮廓
E&s'uE=w+ JA SR
) $l9xx[ HX /GLnY/X <y\
Z#z 效率
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M3jv aI 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
P- `~]] ; mo\ yW1 \CJx=[3( 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
@LWxz 总调制高度:400nm 高度轮廓
oM18aR& 8XH |T^5
!CVBG*E^l ]9KQP-p' 效率
bD-/ZZz $_URXI
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。 qUoMg%Z%l N?2#YTjR 粗糙度参数: (IWix){ 最小特征尺寸:40nm }!Diai*C 总调制高度:200nm cyHak u+ 高度轮廓 IioE<wS)
qm'C^X?
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效率 $ )TF,-#x
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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。 {YKMQI^O/
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粗糙度参数: &x0TnW"g
最小特征尺寸:40nm n?P 5pJ
全高度调制:400nm ]|$$:e^U9
高度轮廓 CI~;B
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效率 Y="&|c=w#L
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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。 Tm:#"h\F
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7. 总结 iQ]c
k-
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)。 SAll9W4
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 X+gz+V/
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。 o4[2`mT
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。 s[B6%DI/5 DCt:EhC