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。 #aadnbf |3gWH4M4** 1. 线栅偏振片的原理 B\>3[_n a*o k*r
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 *C(q{|f 2. 建模任务 B,A\/%< +F^X1 ZC&4uNUr 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 -M-y*P) 偏振元件的重要特性: @SAJ*hfb0 偏振对比度 z|zd=3c 透射率 T{Yk/Z/}? 效率一致性 r6e!";w:U 线格结构的应用(金属) !6*4^$i#o <-!'V,c 3. 建模任务: P}D5 j
x-z方向(截面) x-y方向(俯视图) s1zkkLw`* 4. 建模任务:仿真参数 <##aD3) d)v!U+-|' 偏振片#1: Jv D`RUh 偏振对比度不小于50@193nm波长 \6,Z<.I 高透过率(最大化) ^I!gteU; 光栅周期:100nm(根据加工工艺) fXAD~7T*s 光栅材料:钨(适用于紫外波段) C,5Erb/ 偏振片#2: OLDEB.@ 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 C]
|m|` 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 5K|s]Y; 光栅周期:100nm Oz.Zxw 光栅材料:钨 g)iw.M2 6X$iTJ[\x 5. 偏振片特性 x_x|D|@wM Bzr}+J 偏振对比度:(要求至少50:1) 3$kElq[ Ijs=4f
/S%!{;: Ht%O9v 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ^4>Icz^ F )auuk<
KnYHjJa U,nQnD"!t& 6. 二维光栅结构的建模 b]\V~ZaXG Tq5F'@e +,bgOq\aG 该案例使用一般二维光栅工具,该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 F2["Ak NM 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 "C [uz& 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 X] t * DT#Z6A
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irRAU JLV?n,nF 7. 偏振敏感光栅的分析 2)>Ty4* }i2dXC/ 可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析,该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 )1]LoEdm` 偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) 7.xJ:r| 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 TWTRMc;z+ 8. 利用参数优化器进行优化 nB86oQ/S
tD}HL_ F6#U31Q= 利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 aV?r %'~Z 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 7j%sM& 在该案例种,提出两个不同的目标: w^QqYUL${ #1:最佳的优化函数@193nm TZk.h8 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 DX#F]8bWl XY`2>7 9. 优化@193nm (ZuV5|N WnC0T5S?U
5V/CYcO 初始参数: u+uu?.bM 光栅高度:80nm `o!a
RX 占空比:40% (3Z~EIZz 参数范围: Bn{0-5nj 光栅高度:50nm—150nm BXo9s~5Q 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) &b&o];a 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 S~ 3| T2MX_rt#D
@;@Wt`(2a 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 Li\BRlebR{ 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。
g ed k “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 hKW!kA=gZ 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 - dt<w;>W I UxsvW+ 10. 优化@193nm结果 ihdtq }D eW2Jp
XD\Z$\UJE 优化结果: 8RR6f98FF 光栅高度:124.2nm OHha5n 占空比:31.6% CiGN?1| Ex透过率:43.1% _Uz}z#jt 偏振度:50.0 BV
HO_ 优化后的偏振片满足所需的光学功能,并达到给定的技术要求。 k|}S K9 MhpR^VM'. 得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性,对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 l?%U*~* 由于在小于300nm波长时材料参数的变化,透射表现出较差的一致性。 D`^9
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K 因此,在第二个步中,将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 #i GRi!$h XL7jUi_4:L 11. 300nm到400nm波长范围的优化 ZVek`Cc2 XP-4=0 zd 9jwo f}OU 初始参数: /aB9pD+% 光栅高度:80nm 5&r2 |