紫外光栅偏振片的参数优化
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。 kqQphKkL R%qX_m\0 1. 线栅偏振片的原理 4RlnnXY 3x,Aczb
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 M^Q&A R'F 2. 建模任务 h5<T.vV ^
yY{o/6 f2BS[$oV4 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 ;L#LDk{Za 偏振元件的重要特性: R (t!xf 偏振对比度 V+P8P7y37B 透射率 ,<`|-oa 效率一致性 5?<|3 线格结构的应用(金属) rE!G,^_{ Vi Cg|1c 3. 建模任务: mjWp8i
x-z方向(截面) x-y方向(俯视图) Z $ p^v*y 4. 建模任务:仿真参数 de*,MkZN f0:EQYYZ 偏振片#1: K<Yn_G 偏振对比度不小于50@193nm波长 ~ra#UG\Y8 高透过率(最大化) /h{go]&Nb 光栅周期:100nm(根据加工工艺) ^yzo!`)fso 光栅材料:钨(适用于紫外波段) =d:R/Z%, 偏振片#2: <K|3Q'(S 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 & y#y>([~ 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 ~gSF@tz@ 光栅周期:100nm %4QoF 光栅材料:钨 Lf$Q
%eM0 N]3-L`t 5. 偏振片特性 ?CcR
7l ,%"\\#3S 偏振对比度:(要求至少50:1) /1[}G! z226yNlS
03i?"MvNo P_:?}h\ 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) yVu^
> k)<~nc-
+ZD[[+ WHhR)$zC 6. 二维光栅结构的建模 jQH5$ w>/pQ6=OFR $1Q3Y'Q9 该案例使用一般二维光栅工具,该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 uFA|rX 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 i'eYmm96Q 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 ,}xpYq_/ XL"v21X
|j.KFu845 ,6cbD 7. 偏振敏感光栅的分析 Xr
Zu [?' 可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析,该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 h4$OXKme? 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) SopNtcu! 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 c (_oK ? 8. 利用参数优化器进行优化 '6dD^0dZ
'Wx\"]: Kq@m?h 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。 @xW"rX#7f 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 .MzP}8^ 在该案例种,提出两个不同的目标: &y+PSa%n #1:最佳的优化函数@193nm \(
Gf+ #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 w|hyU4- ^ Nd]%ati? 9. 优化@193nm 3;-@<9 Aoy1<8WP%
cx1WGbZ 初始参数: UG^?a 光栅高度:80nm "p6:ekw 占空比:40% y(wqcDok|n 参数范围: FS]+s> 光栅高度:50nm—150nm O>o}<t7 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) x1 &b@u 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 YWn6wzu%Vc hq&
; ei<Q =[ 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 9L)&n.t1
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。 0.{oA`5N “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 oE|u;o 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 %gne%9nn `pv89aO 10. 优化@193nm结果 U d=gdsL 7}iewtdy,
Y/eN) 优化结果: rz%[o,s 光栅高度:124.2nm J:TI>*tn 占空比:31.6% w7*b}D@65\ Ex透过率:43.1% 1X!f!0=g+ 偏振度:50.0 *nUpO] 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。 -XDP-Trk 3Av(|<cR 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。 6GrMcI@hS 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。 <*6y`X 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。 #K,qF* ;o)`9<es!2 11. 300nm到400nm波长范围的优化 @qr3v>3X< lo]B5_en Ow .)h(y/ 初始参数: - R8!"~o 光栅高度:80nm $=QGua V 占空比:40% 3{#pd6e5 参数范围: 2I(@aB+ 光栅高度:50nm—150nm #3:'lGBIK 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ph&H |