Векторная теория и математические модели дифракции света в микроструктурах и высокоапертурных оптических системах

• Автор: Вознесенский, Николай Борисович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1.
Базовые принципы и задачи развития векторной теории дифракции
1.1 .Фокусировка высокоапертурных сходящихся пучков и формирование изображения
1.2.Дифракция на препятствиях, сравнимых с длиной волны
1.3.Новые концепции 3-х мерного компьютерного
моделирования дифракции
1.4.0писание векторных эффектов в прецизионных
оптических системах фотолитографии
1.5.Ближнепольная оптика
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2.
Векторное описание электромагнитного поля
2.1 .Приложения теории волноводных структур
2.2.Векторная модель поля в однородной изотропной среде
2.3.Системная векторная модель полного поля
2.4.Симметричное описание векторного поля
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3.
Распространение оптического электромагнитного поля в кусочнонеоднородных средах
3.1. Скалярные и векторные неоднородные уравнения и пути их решения
3.2.Принципы использования спектра плоских волн для описания распространения света в неодородных структурах
3.3. Метод окон для вычисления результирующих векторных распределений

3.4.Определение ближнего и дальнего полей
3.5.Расчет распределений поля в оконечности
оптоволоконного зонда для БРОМ
3.6.Моделирование распределений поля в системе БРОМ:
зонд - подложка - объект
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4.
Дифракция и рассеяние света на субдлинноволновых препятствиях
4.1.Решение задач дифракции в идеализированных граничных условиях
4.2.Подход к описанию поля через спектр векторных плоских волн - незатухающих и эванесцентных
4.3.Модификация дифракционной модели Кирхгофа путем добавления векторных условий
4.4.Модель дифракции света на субдлинноволновом отверстии в плоском экране с использованием метода окон .. 99 ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5.
Теория образования изображения при высоких числовых апертурах
5.1 .Необходимость векторных моделей образования изображения для оптических систем с высокими числовыми апертурами
5.2.Векторная модель дифракции и фокусировки света в оптических системах с высокими апертурами на выходе
5.3.Формирование изображения в высокоапертурных оптических системах
5.4.Исследование распределения интенсивности в плоскости фокуса оптических систем при различных видах поляризации излучения

5.5.Влияние аберраций на функцию рассеяния
высокоапертурных оптических систем
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 6.
Анализ ближнего и дальнего полей, возможность постановки и решения
обратных задач
6 Л .Существование реальной связи между ближним и дальним полем
6.2.Повышение степени устойчивости вычислений при решении некорректных обратных задач
6.3.Реконструкция размеров и формы субдлинноволновых отверстий
6.4.Итерационный алгоритм сверхразрешения
6.5.Реконструкция субдлинноволновых апертур БРОМ
зондов
б.б.Обсуждение ограничений метода оценки БРОМ зондов
по дальнепольным распределениям
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Блок-схема алгоритма расчета прохождения векторного поля через оконечность БРОМ зонда
2. Результаты моделирования скалярных и векторных изображений для UV фотолитографии при частичнокогерентном освещении
3. Компьютерные снимки зондов, полученные на сканирующем электронном микроскопе в институте BIAS (Бремен, ФРГ)

(1.12)
причем эти соотношения справедливы только в пределах данного участка однородной среды, а для вычисления полного поля необходимо добавить вклады от соседних участков.
Обобщенные интегралы Зоммерфельда по 5 от полей (1.7) и (1.8) представляют собой аппаратные (передаточные) преобразования для однородных участков пространства между границами неоднородностей. Передаточной функцией может служить ряд по ортогональным функциям вида [121]:
где РГ - присоединенные функции Лежандра [24], ,1т - функции Бесселя целого порядка [24]. Кроме того, для описания передаточной функции могут быть использованы псевдопериодические функции Грина в следующей форме [ 120]:
где и - компонента электрического или магнитного потенциала, (}(г.г') - псевдопериодическая функция Грина [24].
Независимо от вида передаточной функции дальнейшие расчеты выполняются методами численного интегрирования с целью вычисления поля, рассеянного всеми участками неоднородностей. По этой схеме поле в многокомпонентной структуре представляется рядом многократно отраженных волн:
(1.9)
(1.10)
(1.11)