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。 q{n~s= mpK|I|- 1. 建模任务 Ay"x<JB{U2
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=@w};e#D 一个正弦光栅不同衍射级次的严格分析和优化。 K#+TCZ, 对于该仿真,采用傅里叶模态法。 &!KJrQ
]wdudvS@6r 2. 建模任务:正弦光栅 Z*jhSy (:M6*RV x-z方向(截面视图) PY)C=={p 69O?sIk
K31Fp;K 光栅参数: @b-?KH 周期:0.908um ^
chlAQz( 高度:1.15um L$lo5 (这些参数提供了一个具有均匀分布传输效率0级和±1级衍射级次,详见案例341) F2>o"j2
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3. 建模任务 |I85]'K9a
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VirtualLab光栅工具箱提供的光栅级次分析器,可对光栅衍射效率进行严格的计算。 U>ob)-tl
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利用该分析器,也可以分别计算出现的每个衍射级次的衍射效率。 ]V><gZ
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4. 光滑结构的分析 O_(J',++
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计算衍射效率后,结果可在级次采集图中显示。 O#cXvv]Z*
对于光滑结构,参数平稳,0级和±1衍射级次的传输效率大约为32% [Gt|Qp[
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5. 增加一个粗糙表面 EC?!%iO`
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nVs0$?} VirtualLab光栅工具箱可将两个界面进行组合(如添加)。 > YN<~z- 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。 v<3i ~a L{<E'#@F
3u+~!yz |CStw"Fog /$+ifiFT oAv L?2 该粗糙面有可通过几个选项来实现表面的变化(如周期化)。
6D w[n 第一个重要的
物理参数称为”最小特征尺寸”。
O_KL#xo 第二个重要的物理参数是定义”总调制高度”。
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o5. q +4B>gS[ F 6. 对衍射级次效率的影响 vIz~B2%x YujhpJ< j/dNRleab 粗糙度参数:
"d%":F( 最小特征尺寸:20nm
o`h F1*yp 总的调制高度:200nm
%UgyGQeo 高度轮廓
CW, Kw M0"xDvQ
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U ^om(6JL2 /1o~x~g(b 效率
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? 0nbvV5v7 粗糙表面对效率仅有微弱的影响
GZ*cV3Y`& F9-xp7T '0/t |V< 粗糙度参数: 最小特征尺寸:20nm
:2K0/@<x 总调制高度:400nm 高度轮廓
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mi<V(M~p >`8i=ZpCOS 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。 0alm/or ndW??wiM 粗糙度参数: &kYg
>X 最小特征尺寸:40nm a:v&pj+|< 总调制高度:200nm ?
vk;b! 高度轮廓 d,+d8X
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效率 w+*Jl}&\
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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。 $(.[b][S
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粗糙度参数: <gQw4
最小特征尺寸:40nm N1+%[Uh9)
全高度调制:400nm 9.D'!
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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。 O-}{%)[ F
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7. 总结 H'&x4[J:
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)。 !T#~.QP4
对于这种类型的分析,VirtualLab中采用全矢量傅里叶模态法。 ?b:l.0m
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。 11Pm lzy
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。 4}gqtw: .@gv}`>