[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。 KEo?Cy?%ff  
vQmqYyOc2  
1. 线栅偏振片的原理 MR/gLm(8(  
8SoTABHV  
2. 建模任务 Xk}\-&C7  

5U6b\jxX  
M?QX'fia  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 G3j'A{  
 偏振元件的重要特性： Le*gdoW.  
 偏振对比度 hE;BT>_dn  
 透射率 w3jcit|  
 效率一致性 b=XHE1^rM  
 线格结构的应用(金属) 0N):8`dY  
WB3YN+Xl3  
3. 建模任务： RLbo  
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4. 建模任务：仿真参数 aRcVoOq  
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偏振片#1: qqSFy>`P  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 t4<+]]   
 高透过率(最大化) eu0jjeB  
 光栅周期：100nm(根据加工工艺) liPaT  
 光栅材料：钨(适用于紫外波段) LN`Y`G|op  
偏振片#2: V z-]H]MW,  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 b{}ao  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 3o`c`;H%p  
 光栅周期：100nm @.} @K  
 光栅材料：钨 'mk_s4J  
vfdTGM`3  
5. 偏振片特性 c{[lT2yxU  
1!Afq}|  
 偏振对比度：(要求至少50:1) Kon|TeC>d  
g9gi7.'0  
%PC8}++  
8dwKJ3*.  
 一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) *+_+ZDU  
,$Xhwr  
:H>0/^Mg0  
F~?|d0  
6. 二维光栅结构的建模 W^)'rH  

))4RgS$  
U&0 RQ:B  
 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。 d[oHjWk  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 /i(R~7;?  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 iJS7g  
#,9#x]U#v  
$ EexNz  
Nf%/)Tk  
7. 偏振敏感光栅的分析 %|'VucLx  

V#X<Yt  
 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。 ,O_iSohS  
 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) {'yr)(:2M  
 此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 +aN"*//i  
8. 利用参数优化器进行优化 j7~Rw"(XQc  

t]E@AJOK  

:ZadPn56  
 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。 rUZ09>nDy  
 如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 P DwBSj  
 在该案例种，提出两个不同的目标： lr]C'dD  
 #1:最佳的优化函数@193nm %H4>k
#b@$  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 ^w_\D?  
KpT=twcK  
9. 优化@193nm DA>TT~L  
f/t`B^}@  
 初始参数： *gOUpbtXa  
 光栅高度：80nm ydMSL25<+  
 占空比：40% .$o A~  
 参数范围： Ll, U>yo  
 光栅高度：50nm—150nm [DvQk?,t  
 占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) MqRJ:x  
 评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 /Ow@CB  
eVj7%9  
 根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 (U@$gkUx}G  
 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。 M2I*_pI  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 Nka 3H7`  
 在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 Uh+6fE]p  
\-
8aTF  
10. 优化@193nm结果 s7,D}Zz  
D9!$H!T _  
 优化结果： ZE9
.r`  
 光栅高度：124.2nm V=<AI.Z:w  
 占空比：31.6% Y]DC; ,  
 Ex透过率：43.1% C8D`:k  
 偏振度：50.0 S|F:[(WaM  
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。 gt\kTn."  
nO#x"  
 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。 <`WcI`IAb  
 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。 'V\V=yc1  
 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。 &0]5zQ  
+ ]iK^y-.r  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 *,28@_EwY  
nd&i9l  
&Bqu2^^  
 初始参数： $laUkD#vz  
 光栅高度：80nm J?Oeuk~[D  
 占空比：40% BZ(I]:oDL  
 参数范围： k 7:Z\RGy  
 光栅高度：50nm—150nm N_/+B]r }T  
 占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) tG~[E,/`  
 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% "28zLo3  
wF3 MzN=%  
 优化结果： f~7V<v  
 光栅高度：101.8nm 3-'3w,  
 占空比：20.9% MjWxfW/  
 Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） M3r;Pdj2r  
 偏振对比度：50.0 fXh{_>  
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。 txE+A/>i9  
dsH*9t:z  
12. 结论 5vJxhBm/  
~/XDA:nfL:  
 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) ("{"8  
 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 zrf tF2U  
(如Downhill-Simplex-algorithm) RhC|x,E  
 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。 | AiMx2