首页
->
登录
->
注册
->
回复主题
->
发表主题
光行天下
->
讯技光电&黉论教育
->
紫外光栅偏振片的参数优化
[点此返回论坛查看本帖完整版本]
[打印本页]
infotek
2021-11-26 10:04
紫外光栅偏振片的参数优化
案例315(3.1)
\{@s@VBx[
`}#(Ze*V:
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。
)(~4fA5j)
3P~I'FQ
1. 线栅偏振片的原理
/~NsHStn
n3t1'_/TU}
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。
U*`7
2. 建模任务
Q( .d!CQ>
.^j#gE&B
*gfx'$
全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。
j9n3
偏振元件的重要特性:
kmPK |R
偏振对比度
G[n^SEY!
透射率
X>:@`}bq
效率一致性
MO&QR-OY
线格结构的应用(金属)
-FV$Sne
T#xCu|5
3. 建模任务
:
-jnx0{/
x-z方向(截面) x-y方向(俯视图)
i71,
4. 建模任务
:仿真参数
Q1 ?O~ao
By(:%=.
偏振片#1:
pV{MW#e
偏振对比度不小于50@193nm波长
7yo/sb9h
高透过率(最大化)
S/G6NBnbS
光栅周期:100nm(根据加工工艺)
\GS]jhEtn
光栅材料:钨(适用于紫外波段)
QEK,mc3
偏振片#2:
n.jF:
偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内
A]"$O&l
在波长范围内具有5%一致性的高透过率
rTYDa3
光栅周期:100nm
r2H \B,_
光栅材料:钨
.| CcUmx
|&B.YLx
5. 偏振片特性
L&M6s f$N
;> **+ezF
偏振对比度:(要求至少50:1)
Ab`mID:
DqyJ]}|
'b#RfF,7H}
x4|>HY<p?
一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%)
$~vy,^
7_C;-
c=]qUhnH
`RDlk
6. 二维光栅结构的建模
N p9N#m?
>ch{u{i6
!c-Ie~GIT
该案例使用一般二维光栅工具,该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。
BqC, -gC
通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。
So; ;
通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。
`l,=iy$
XzI c<81Z
H|_^T.n?E
b:3n)-V{ u
7. 偏振敏感光栅的分析
hgMh]4wN*
_h>S7-X
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。
._@Scd
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)
tn\Y:
此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。
%}jwuNGA
8. 利用参数优化器进行优化
vRa|lGeW
_"n1"%Ns
9t@^P^}=\m
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。
7NC"}JB&
如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。
}@MOkj
在该案例种,提出两个不同的目标:
92_F8y*D
#1:最佳的优化函数@193nm
amq]&.M
#2:在300nm至400nm间一致性优化函数
@w&VI6
hZ2!UW4'
9. 优化@193nm
YBn"9w\#
`&$"oW{HW
'7G'R
初始参数:
2KVMQH`B9
光栅高度:80nm
2|]$hjs
占空比:40%
*KNj5>6=
参数范围:
>m='#x0>Y
光栅高度:50nm—150nm
Sx)b~ *
占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致)
yoa"21E$
评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。
`<&RZB2
Jj+|>(P
WNSf$D{p
根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。
cF!ygz//
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。
m[ *)sm
“贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。
h(]aP<49L
在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。
4cJ7W_ >i6
H59}d oKH
10. 优化@193nm结果
-1).'aJ^
y<mmv~=
9bvz t8pc
优化结果:
yf`Nh
光栅高度:124.2nm
K] ;`
占空比:31.6%
I>ks H
Ex透过率:43.1%
.),ql_sXr
偏振度:50.0
HqNM3 1)
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。
@wO"?w(
u&Q2/Y
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。
[=*c8
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。
JJ@O5
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。
ufF$7@(+
2mUq$kws
11. 300nm到400nm波长范围的优化
I;iJa@HWQ
U-/-aNJ]U
lZoy(kdc
初始参数:
;=\vm"I?
光栅高度:80nm
1SIhW:C
占空比:40%
j3{8]D
参数范围:
\49LgN@\
光栅高度:50nm—150nm
]q@/:I9]
占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致)
pvCn+y/U;
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%
:SFcnYv0
k(l
h+EG) <
优化结果:
[ ySO
光栅高度:101.8nm
1_JtD|Jy
占空比:20.9%
<=WSX{_D
Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间)
nXH U|5.I
偏振对比度:50.0
{pJ{UJKv?
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。
Cv7FVl-I
Zz!0|-\
12. 结论
1 .\|,$
=xwA'D9]
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)
mqL&b