[技术]紫外光栅偏振片的参数优化 [复制链接]

该应用案例说明了两个不同紫外光谱偏振片的参数优化，紫外偏振片具有亚波长线栅结构。两个系统具有不同的功能，如193nm工作波长和以及在期望光谱范围内效率的一致性。 .vQ2w  
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1. 线栅偏振片的原理 e yTYg  
K<Yh'RvTD  
2. 建模任务 Q:_pW<^  

cY\-e?`=4  
?/dz!{JC  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 vGm;en   
 偏振元件的重要特性： WHE*NWz>q  
 偏振对比度 u#J5M&#  
 透射率 n=rPFpRLF  
 效率一致性 0C3Yina9 *  
 线格结构的应用(金属) 0" R|lTYq  
Mv4JF(,S  
3. 建模任务： J=4S\0Z*  
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4. 建模任务：仿真参数 ^o?.Rph|i]  
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偏振片#1: NSHlo*)}  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 S'E6#   
 高透过率(最大化) 5r zB"L  
 光栅周期：100nm(根据加工工艺) [&FMVM`  
 光栅材料：钨(适用于紫外波段) x(mY$l,il  
偏振片#2: |":^3  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 -
pqShDar|  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 >-)i_C2  
 光栅周期：100nm uY
"88|  
 光栅材料：钨 #exE~@fy-  
DeXnE$XH  
5. 偏振片特性 bGwLfU  
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 偏振对比度：(要求至少50:1) .P,\69g~A  
g-*@I`k[  
 ZfvFs  
"me Jn/  
 一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) zhN'@Wj'_  
hrcR"OZ~X  
H%faRUonz  
sBRw#xyS  
6. 二维光栅结构的建模 Q`19YX  

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2^UFP+Yw  
 该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 <'GI<Hc  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 /1MO]u\  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 vRT1tOQ$  
1L &_3}  
vaK$j!%FE  

QKOo #7  
7. 偏振敏感光栅的分析 TAzhD.6C  

Sl 6}5  
 可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 W"wP%  
 偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) Xv:<sX  
 此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 y!aq}YS  
8. 利用参数优化器进行优化 uOW9FAW  

~^VcTSY@<L  

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 利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 z@i
Y(;Qo  
 如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 {W0]0_mI(  
 在该案例种，提出两个不同的目标： Uyi_B.:`  
 #1:最佳的优化函数@193nm
}B0V$  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 !T @|9PCp  
TR:D  
9. 优化@193nm mH}AVje{ `  
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 初始参数： -?e~S\JH  
 光栅高度：80nm ^PWZ1.T  
 占空比：40% < ^J!*>  
 参数范围： $>#PhOC  
 光栅高度：50nm—150nm _Thc\{aV#  
 占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) k87B+0QEL  
 评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 !-2S(8  
KWN&nP +  
 根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 0BVMLRB  
 通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 l<qxr.X  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 Rmd;ug9  
 在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 !-\*rdE{9  
5(DCq(\P*  
10. 优化@193nm结果 e@X~F6nP  
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 优化结果： 5(U.<  
 光栅高度：124.2nm gk]r:p<O  
 占空比：31.6% ]HCt%5  
 Ex透过率：43.1% x28Bz*O  
 偏振度：50.0 x{ZcF=4  
优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。 ][qZOIk@  
 i4Fw+Z  
 得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 5Z;Py"%  
 由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 $1UN?(r  
 因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 oA42?I ^  
G-} zkax  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 2Jj`7VH>  
LU%g>?m.]  

=@ON>SmPs  
 初始参数： sY1*WolA  
 光栅高度：80nm 1uD}V7_y"  
 占空比：40% 0e/~H^,SQ  
 参数范围： ExnszFX*  
 光栅高度：50nm—150nm \3Xt\1qN4  
 占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) FiFZM  
 评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% A 7TP1  
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 优化结果： o]k[l;  
 光栅高度：101.8nm 6o6m"6  
 占空比：20.9% BKJW\gS2  
 Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） $x`U)pv  
 偏振对比度：50.0 &os*@0h4  
优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 tc# rL  
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12. 结论 ,,,5pCi\  
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 应用的偏振分析器可以评价偏振光栅与波长和角度的关系。(同样适用于极紫外光谱范围) w#"c5w~  
 VirtualLab参数优化工具箱提供了不同的优化方式，用以改善提高光学元件的性能 ,rTR |>Z  
(如Downhill-Simplex-algorithm) ,',fO?Qv'  
 通过选择合适的评价函数(包括参数权重)可使优化更加合理化，并满足独立的要求。 oR3$A :!P=