[分享]紫外光栅偏振片的参数优化 [复制链接]

案例315（3.1） WVD48}HF-  
ECt<\h7}  
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。 ,>aa2  
r10VFaly  
1. 线栅偏振片的原理 -ED} 6E  
OxDqLX  
2. 建模任务 PVg<Ovi^d  

IP/%=m)\%  
'IY?=#xr'`  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 aX1b(h2  
 偏振元件的重要特性： oeg Bk  
 偏振对比度 fY^CIb$Y  
 透射率 +D5gbxZX  
 效率一致性 cFc(HADM`r  
 线格结构的应用(金属) e".=E;o`  
,c"J[$i$  
3. 建模任务： /e"iYF  
eP"B3Jw  
4. 建模任务：仿真参数 @'>RGaPV  
0GxJja  
偏振片#1:
/-v ;  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 FD[*Q2fU  
 高透过率(最大化) N&   
 光栅周期：100nm(根据加工工艺) FzEs1hpl  
 光栅材料：钨(适用于紫外波段) ^vMlRt;  
偏振片#2: MrzD ah9UG  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 7f+@6jqD\)  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 $F^VtCx2&  
 光栅周期：100nm "a].v 8l!  
 光栅材料：钨 t
x7 zG.,  
M?YNK]   
5. 偏振片特性 @\nQ{\^;  
?
PWg  
 偏振对比度：(要求至少50:1) )T"Aji-hy  
h,FU5iK|  
zc8^#D2y&  
el`?:dY H  
 一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) 0 aH&M4  
(1|wM+)"  
Yw#fQFm  
+r'&6Me!  
6. 二维光栅结构的建模
b9rQQS  

;&<N1  
W6T4Zsg  
 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。 Jy/< {7j  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 @*|VWHR  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 9V1d`]tP  
nBp6uNK[  
27N;>   
]fzXrN_  
7. 偏振敏感光栅的分析 "<+~uz  

%d];h  
 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。 Z@1kx3Wx$  
 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) UB5H8&Rf!  
 此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 joskKik^  
8. 利用参数优化器进行优化 #M|lBYdW}  

c45s #6  

n[0u&m8  
 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。 xgMh@@e  
 如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 rmzzbLTu  
 在该案例种，提出两个不同的目标： `$Rgn3  
 #1:最佳的优化函数@193nm :0:Tl/))  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 ,2$<Pt;  
LUD.  
9. 优化@193nm QNOdt2NN  
 .x%w#  
 初始参数： ~D3S01ecM  
 光栅高度：80nm 0&sa#g2  
 占空比：40% *JDz0M4f  
 参数范围： ^O*-|ecA  
 光栅高度：50nm—150nm T+nID@"36  
 占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) I3.. Yk%7  
 评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 aGC3&c[Wx  
60^j<O  
 根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 [TOo9W  
 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。 NH|I>vyN  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 g8uqW1E^  
 在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 x3&gB`j-  
3!l>\#q6  
10. 优化@193nm结果 fY9+m}$S$  
0\:=KIY.  
 优化结果： _l9

fNf!@  
 光栅高度：124.2nm Q// @5m_  
 占空比：31.6% }q
M^J;uy  
 Ex透过率：43.1% A]!0Z:{h%  
 偏振度：50.0 ZwBz\jmbP  
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。 +o`%7r(R  
k!x|oC0  
 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。 %CHw+wT&  
 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。 ~Pw9[ycn3  
 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。 *|Vf1R]  
O8.xt|  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 _aevaWtEx  
3S3(Gl  
x3cjyu<K  
 初始参数： 5(ZOm|3ix  
 光栅高度：80nm syBpF:`-W  
 占空比：40% C33Jzn's  
 参数范围： Uap0O2n  
 光栅高度：50nm—150nm ?@4Mt2Z\  
 占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) :Q DkaA  
 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% L" ejA  
$B-/>Rz  
 优化结果： )&_bY~
P  
 光栅高度：101.8nm LHA^uuBN}  
 占空比：20.9% vU,7Y|t`  
 Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） > f X^NX  
 偏振对比度：50.0 UUDUda  
优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 z)hK2JD  
[<f2h-V$  
12. 结论
Ag9GYm  
d]e36Dwk  
 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) 39 }e }W"  
 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 ;SU<T^a  
(如Downhill-Simplex-algorithm) !6=s{V&r1  
 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。 s 1M-(d Q  
"L]v:lg3  
T+Re1sPr?  
QQ：2987619807 ;GM`=M4