[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。 '%C.([  
R2THL  
1. 线栅偏振片的原理 AYIz;BmWy  
{$YD-bqY  
2. 建模任务 $'YKB8C  

Xj~EVD  
P 4*MV  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 cuaNAJ  
 偏振元件的重要特性： 7G(f1Y  
 偏振对比度 Yc`j  
 透射率 6\fMzm  
 效率一致性 kN|5 J  
 线格结构的应用(金属) ,GkW. vEU  
ikN!ut  
3. 建模任务： 68<Z\WP  
Wk#h,p3  
4. 建模任务：仿真参数 fTV|?:C{  
F4E3c4 81  
偏振片#1: }BdVD t  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 $>"e\L4Kp  
 高透过率(最大化) kgapTv>q  
 光栅周期：100nm(根据加工工艺) D?yE$_3>c  
 光栅材料：钨(适用于紫外波段) RefRoCD1  
偏振片#2: Secq^#]8  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 dMs||&|&  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 ]]=fA 4(  
 光栅周期：100nm =lC;^&D-0/  
 光栅材料：钨 M&/aJRBS  
9/1+BQ  
5. 偏振片特性 ~,*YmB=Z  
D"XX920$~  
 偏振对比度：(要求至少50:1) \DU^idp#  
Afy .3T @)  

0GX10*t.  
,{{#a*nd  
 一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) !3I(4?G,  
4[#6<Ixf  
=vr Y{5!>  
6UW:l|}4#2  
6. 二维光栅结构的建模 9#&W!f*qO|  

/X^3=-{8  
n(1wdlEp  
 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。 twtkH~`"Q  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 hB7pR"P  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 i&pJg1  
1<a@p}  
;EJPrDHTk  
_jTwiuMS-  
7. 偏振敏感光栅的分析 ]A]Ft!`6z  

8wX+ZL:9  
 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。 vXWsF\g  
 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) BjyXQ9D  
 此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 UXwB$@8  
8. 利用参数优化器进行优化 97Zk P=Cq  

gX$0[ sIS.  

jF2[bzY4  
 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。 Y@]);MyL  
 如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 J3~hzgY  
 在该案例种，提出两个不同的目标： '<%Nw-  
 #1:最佳的优化函数@193nm qE0FgqRB  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 1Y=AT!"V  
M'umoZmW0  
9. 优化@193nm F?b'L JS  
mQJ4;BJw  
 初始参数： ~v2V`lxh  
 光栅高度：80nm {_zV5V  
 占空比：40% g\o{}Q%X  
 参数范围： ls"b#eFC#  
 光栅高度：50nm—150nm =w^TcV  
 占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) D3S+LV  
 评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 l:Dn3Q  
fJLf7+q  
 根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 Hz}+SAZ  
 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。 1C_'H.q<=  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 T-9k<,>?  
 在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 ^:4L6  
'e.q 7Jpd  
10. 优化@193nm结果 Nush`?]J"_  
)=jT_?9b   
 优化结果： H\^VqNK"
 
 光栅高度：124.2nm rIeM+h7Wn  
 占空比：31.6%  3L%WVCB  
 Ex透过率：43.1% g/IH|Z=A  
 偏振度：50.0 V@vhj R4r\  
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。 #)GW}U]X  
f49"pTw7  
 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。 @Ex;9F,Q  
 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。 cz2,",+~  
 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。 -a *NbH  
Gn]d;5P=  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 LthGZ|>  
)xB$LJM8  
K`h
z t  
 初始参数： 7p)N_cJD  
 光栅高度：80nm `Kh]x9Z  
 占空比：40% 6nh]*/  
 参数范围： jip\4{'N  
 光栅高度：50nm—150nm _yj1:TtCNT  
 占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ^vpIZjN  
 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% MZT6g.ny  
6|,e%  
 优化结果： |~SE"  
 光栅高度：101.8nm R6`*4zS  
 占空比：20.9% np\st7&f6  
 Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） ?*[\UC  
 偏振对比度：50.0 DU;[btK>  
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。 %c]nWR+/  
oEJaH  
12. 结论 Bi e?M  
*4t-e0]j@w  
 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) &vCeLh:s  
 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 -yoAxPDW  
(如Downhill-Simplex-algorithm) rFo\+//  
 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。 UP\C"\