摘要由于相位和结构之间的直接关系衍射分束镜通常采用一定的傍轴近似来设计这些算法也提供了这种近似反之亦然。在非傍轴或甚至高NA分束器的情况下这些近似将引入一些不准确性因此如果不进行额外严格的后优化至少建议进行严格的分析。在这个用例中使用奇数衍射级对典型的二元1:6分束器执行这样严格的评估。为此对初始系统的结构进行了参数化并通过可编程光栅分析器定义了一组自定义的评价函数。对于参数优化和后续的公差分析使用严格的傅里叶模态法 (FMM)。建模任务衍射分束面初始设计(*)1. 采用VirtualLab Fusion的迭代傅里叶变换算法(IFTA)设计工具计算了分束器的初始相位函数。2. 对于高度轮廓的转换采用了基于薄元件近似(TEA)的结构设计。(*)不是这个用例的一部分 (**)这些会话编辑器在衍射光学工具箱银版中可用。TEA和等距抽样结构的局限性 TEA非常适合于最小特征尺寸不小于约5倍波长的情况。如果不是这样振幅/相位分布与设计高度轮廓相互作用后可能会显示出与期望值的相关偏差。 因此需要进行严格的评估。 对于参数优化需要对结构数据进行不同的定义。后优化的数据准备(参数化)衍射分束器表面进一步优化哪个衍射级次有哪些评价函数利用可编程光栅分析器分束器初始设计的严格分析设置优化参数两个优化过程对比在这个用例中我们演示了两种具有不同配置目标和约束的优化 在优化#1中优先考虑均匀性误差。 在优化#2中0级也要最小化。关于评价函数约束用户可以指定 单独的目标值、范围、下限或上限是什么 以及通过权重它们的贡献应该是什么。在优化过程中采用了内建的下降单纯形算法评价函数约束的配置优化#1(优先级均匀性误差)优化#2(优先级均匀性误差低0级)严格结果对比(初始—优化#1—优化#2)公差仿真结果 研究了在±5%范围内生产过程中可能的高度公差时质量函数的表现。 在大部分的公差范围内蚀刻深度误差约为±1.5%(蓝色红色区域长度)第二种优化设计的均匀性明显较差。 乍一看优化#2的最小均匀性误差(红色曲线0%)并不居中这似乎有些奇怪。这是因为优化#2优先考虑了低0级效率从而牺牲了一些均匀性来实现这一目标。 因此对于公差分析的整个预期范围第2种优化的结构总是有一个明显较低的0阶。注意公差仿真结果中的参考值1总是指被检测结构的各自单独优化高度(用紫色线表示)。公差仿真结论 公差测试提供了一个更好的信息基础以决定什么是最适合所需应用的结构。 可以看出如果使用均匀度误差最低的高度在相似的±1.3%(黄色区域长度)的公差范围内第2次优化的结构均匀度误差低于0.5%(绿线)。 因此具有 0.9825 (707.7 nm) 额外高度缩放的第二次优化结果可能是一个具有整体性能合适的良好解决方案。在下表的最后一列“优化#2b”中显示了相应的结果。文件信息