Strahlhomogenisierung - Lehrstuhl für Optik, Uni Erlangen

Strahlhomogenisierung
Thomas Büttner
12.11.2008
Scheinseminar Wintersemester 2008/2009
Optische Lithographie – Anwendungen, Grenzen, Perspektiven
Optische Lithographie: Anwendungen, Grenzen und Perspektiven
Strahlhomogenisierung, Thomas Büttner
1
Gliederung
1.
Anwendungen homogener Beleuchtung
2.
Refraktive Homogenisatoren:
3.
•
Lichtmischstab
•
Wabenkondensor
Design von diffraktiven Homogenisatoren:
•
Inverses Raytracing
•
Iterativer Fourier-Transformations-Algorithmus
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2
Homogene Beleuchtung
•
Homogene Beleuchtung ist in vielen Anwendungen erforderlich
•
Lichtquellen beleuchten i.a. nicht homogen, somit ist
Homogenisierung des Lichtstrahls notwendig
Gemessene Intensitätsverteilung eines Excimer Lasers, links
Rohstrahl, mitte homogenisiertes Quadrat, rechts
homogenisierte Linie (Optische Komponenten, R. Völkel, M. Zimmermann)
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3
Anwendungen homogener Beleuchtung (1)
Beispiele von Anwendungen homogener Beleuchtung:
• Maskenprojektionsverfahren z.B. bei der optischen Lithographie
Ablauf optischer Lithographie
(Anforderungen an die optische Lithographie bei der Chip-Herstellung, D. Ploß)
• Projektionen z.B. Dia-, Film- und LCD-Projektor
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4
Anwendungen homogener Beleuchtung (2)
•
Messtechnik und Analytik z.B.
1.
Particle Image Velocimetry
(Bestimmen von GeschwindigkeitsVektorfeldern von Strömungen)
Prinzip des PIV-Verfahrens
(PIV-Verfahren, Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt)
Phasenstarre Messung der Umströmung eines Propellers
(PIV-Verfahren, Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt)
2.
Mikroskopie
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5
Anwendungen homogener Beleuchtung (3)
•
Materialbearbeitung mit Laser
zum Beispiel:
−
Herstellung von Mikrokavitäten in Tiefziehwerkzeugen
Lochraster für Tiefziehwerkzeuge (homogene Beleuchtung der
Lochmaske mit Homogenisator) (Optische Komponenten, R. Völkel, M. Zimmermann)
− Biegen von dünnen Metallfolien
− Herstellung von Tintenstrahldruckerdüsen
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6
Refraktive Homogenisatoren
1.
Anwendung von homogener Beleuchtung
2.
Refraktive Homogenisatoren:
•
Lichtmischstab
•
Wabenkondensor
–
–
–
–
–
–
3.
Aufbau
Funktionsweise
Strahlenoptische Simulation
Randbedingungen an das Design
Wellenoptische Simulation
Verringerung der Störung durch Vielstrahlinterferenz
Diffraktiven Homogenisatoren:
•
Inversem Raytracing
•
Iterativer Fourier-Transformations Algorithmus
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7
Der Lichtmischstab
Lichtstrahlen werden durch Vielfachreflexion
•
durchmischt
•
Intensitätsverteilung am Ende des Stabes homogen,
unabhängig von Intensitätsverteilung der Beleuchtung
ca. 0,5 - 1m
Nachteil:
Für Homogenisierung sehr langer Stab erforderlich
⇒
−
große Intensitätsverluste durch Absorption
−
nicht für UV-Licht geeignet
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8
Strahlhomogenisierung mit dem Wabenkondensor
Der Wabenkondensor:
•
am häufigsten angewendet zur Strahlhomogenisierung
•
Besteht aus 1-2 Linsen und 2 Mikrolinsenarrays
Wabenkondensor aus 2 Mikrolinsenarrays und
einer Linse (Optische Komponenten, R. Völkel, M. Zimmermann)
Mikrolinsenarrays:
•
Periodische Anordnung von Mikrolinsen
•
Mittelpunktabstand der Mikrolinsen (Pitch): ca. 300µ m
•
Brennweiten der Mikrolinsen: mm – cm
•
Herstellung : lithographisch oder durch Abformen eines Masters
Mikrolinsenarray
(Optische Komponenten, R. Völkel, M. Zimmermann)
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9
Strahlhomogenisierung mit dem Wabenkondensor: Funktionsweise
Aufbau für 2 identische Arrays:
•
Kondensor L1 erzeugt Parallelstrahlen
•
1. Mikrolinsenarray bildet die Lichtquelle verkleinert in jede Subapertur des 2. MLA ab
•
Lichtquellenbilder maximal unscharf in der Ebene der Kamera
Durchmesser B der Bilder der
Lichtquelle in den Subaperturen
des 2.MLA:
B = D⋅
f4
; D : Durchmesser LQ
f3
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10
Strahlhomogenisierung mit dem Wabenkondensor: Funktionsweise (2)
Abbildender Strahlengang:
δ
f 2 = f3
f4
f4
•
Jede Linse des 2.MLA bildet eine Mikrolinse des 1.MLA ab
•
Kollimator L4 überlagert die einzelnen Bilder der Mikrolinsen in der Zielebene
Durchmesser δ des ausgeleuchteten
Bereiches in der Zielebene:
δ = p⋅
f4
; p : Pitch der Mikrolinsen
f3
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11
Strahlenoptische Simulation mit Raytrace
Nummerische Berechnung der Intensität mit Raytrace:
•
•
•
•
•
Lichtquelle modelliert durch viele stochastisch
angeordnete Strahlen (Monte-Carlo-Simulation)
Den Strahlen zugeteilte Lichtleistung berücksichtigt
Intensitätsverteilung der Lichtquelle
Strahldurchrechnung
Aufteilung der Zielfläche in Detektorelemente
Summe der Strahllichtleistungen pro
Detektorelement liefert die Intensitätsverteilung
Zielebene
92
109
103
98
99
105
9
1304
111
9
0
Aufteilung der Zielfläche
in Detektorelemente
Graphische Darstellung der Strahlenoptischen
Simulation mit Raytrace
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12
Ergebnisse der strahlenoptischen Simulation
Wabenkondensor bewirkt homogene
Ausleuchtung der Zielebene :
•
(Wellen- und Strahlenoptische Simulation
von Wabenkondensoren, N. Lindlein)
Subaperturen des 2.MLA dürfen jeweils nur 1 Lichtquellenbild enthalten!
•
−
Lichtquelle zu groß:
−
Dejustage der Mikrolinsenarrays zueinander:
Folge:
Neben der homogenen Intensitätsverteilung entstehen
Seitenbänder
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(Wellen- und Strahlenoptische Simulation
von Wabenkondensoren, N. Lindlein)
13
Vergleich strahlenoptische Simulation mit Experiment
Ergebnis aus strahlenoptischer Simulation:
Ergebnisse aus Experimenten:
•
Beugung an den Mikrolinsen:
•
bei kleiner Lichtquelle Überstruktur
durch Interferenzeffekte:
Periodische Anordnung der Mikrolinsen führt zu
konstruktiver und destruktiver Interferenz wie bei
einem Gitter
Abbild der LED
Überstruktur
durch Interferenz
Überstrukturen in der Zielebene
leichte Dejustage
der LED in zRichtung
Wellennatur des Lichts muss berücksichtigt werden!
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14
Wellenoptische Simulation mit Raytrace
Vorgehen:
•
Beschreibung des Lichts über komplexe Amplitude
u ( x, y, z ) = u ( x, y, z ) ⋅ eiϕ ( x , y , z ) ; Zeitabhängiger Anteil separiert
•
Freiraumausbreitung mit Planwellenmethode
•
Mikrolinsenarrays werden mit der „Thin-Element“- Näherung
berechnet
•
Für ausgedehnte Lichtquellen: Planwellen mit verschiedenen
Ausbreitungsrichtungen werden jeweils kohärent
durchgerechnet
•
In der Zielebene werden die Planwellen inkohärent überlagert
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Jeder Punkt der LQ erzeugt
eine ebene Welle mit
unterschiedlicher Ausbreitungsrichtung hinter der
Kollimator Linse
15
Wellenoptische Simulation mit Raytrace (2)
Wellenoptische Simulation mit Raytrace: Planwellenmethode
Bestimmen der Amplitudenverteilung u ( x, y, z1 ) in Ebene z = z1
aus bekannter Verteilung u ( x, y,0) durch Überlagern
ebener Wellen mit Amplituden u0 ( k x , k y )
u ( x, y, z1 ) = ∫ dk1 ∫ dk 2 u0 (k x , k y ) e

i k 2 − k x 2 − k y 2 ⋅ z1
eik x x e
ik y y
u0 (k x , k y ) = F{u0 ( x, y )}
z=0
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z = z1
16
Wellenoptische Simulation mit Raytrace (3)
„Thin-Element“ - Methode
n1
n2
Phasensprung um:
2π
⋅ OPD
ϕ ( x, y ) =
λ
Freiraumausbreitung mit
Planwellenmethode
n2
n1
Freiraumausbreitung mit
Planwellenmethode
u f ( x , y , z 0 ) = u i ( x , y , z 0 ) ⋅ e iϕ ( x , y )
z = z0
„Thin-Element“-Methode ist nur in paraxialer Näherung gültig:
geneigte Wellen erhalten gleiche Phasenmodulation
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17
Ergebnisse der wellenoptischen Simulation (1)
Zur Vereinfachung wird nur eine laterale Komponente betrachtet:
•
Intensitätsverteilung
in Zielebene
Punktlichtquelle:
Zentraler Bereich
durch periodische Anordnung der Linsen kommt
es zu diskreten Beugungsmaxima unter diskreten
Winkeln im Strahlenoptisch vorhergesagten Bereich
sinϕ max = m
•
λ
P
; P : Pitch
Punktlichtquelle zur optischen Achse verschoben
−
Ebene Wellen treffen unter einem Winkel
auf die periodisch angeordneten Linsen
−
Beugungsmaxima treten unter anderen Winkeln
auf
sinϕ max = sin ϕin + m
λ
P
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(Wellen- und Strahlenoptische Simulation
von Wabenkondensoren, N. Lindlein)
18
Ergebnisse der wellenoptischen Simulation (2)
Interferenzbilder ausgedehnter Lichtquellen:
−
jeder Punkt der Lichtquelle erzeugt ein lateral verschobenes Beugungsbild
−
Beugungsbilder überlagern sich inkohärent
Homogenisierung hängt ab von
Intensitätsverteilung in der Zielebene für ϕ in
ϕin,max − ϕin,min
ϕin
=
ϕ Gitter
λ/ p
/ ϕGitter = 1,5 (links) und ϕin / ϕGitter = 1 (rechts)
(Wellen- und Strahlenoptische Simulation von Wabenkondensoren, N. Lindlein)
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Ergebnisse der wellenoptischen Simulation (3)
ϕin
Für große Verhältnisse
ϕ Gitter
d.h. große Lichtquellen wird die Verteilung
immer homogener:
Intensitätsverteilung in der Zielebene für
ϕin / ϕGitter = 82
(links) und ϕ in / ϕ Gitter = 82,5 (rechts)
(Wellen- und Strahlenoptische Simulation von Wabenkondensoren, N. Lindlein)
Um Gittereffekte zu minimieren muss die Lichtquelle möglichst groß sein
und inkohärent abstrahlen!
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Verringerung der Auswirkungen von Vielstrahlinterferenz
•
Oft wird mit einer kohärenten bzw. partiell kohärenten Lichquelle
beleuchtet (z.B. Laser)
•
Interferenzeffekte mindern die Qualität der Homogenisierung
Verringerung der Störungen durch Vielstrahlinterferenz:
•
Jede Mikrolinse erhält eine zusätzliche stochastische
Phase zwischen 0 und 2π
⇒Periodizität der Anordnung wird zerstört
Mikrolinsen sitzen auf Plateaus mit
stochastischer Höhe
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Phase des MLAs
21
Verringerung der Auswirkungen von Vielstrahlinterferenz (2)
•
Rotierende Streuscheibe:
− Licht wird kohärent gestreut
− Interferenzen in Zielebene ändern sich zeitlich durch Rotation der
Scheibe
− Licht durch zeitliche Mittelung in Bearbeitungs-/Bildebene
Streuscheibe hergestellt
durch Sandstrahlen
quasi inkohärent
Nachteil: Verringerung der Intensität durch Streuung
=> Verringerung der Streuverluste durch mikrotechnisch hergestellte
Streuscheiben
Mikrotechnisch gefertigte
Streuscheibe:
statistische Anordnung
unterschiedlicher konkaver
Mikrolinsen
(Optische Komponenten, R. Völkel, M. Zimmermann)
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22
Verringerung der Auswirkungen von Vielstrahlinterferenz (3)
•
Einsatz von Stufenspiegeln:
Kohärenzlänge
lc
Verhindern kohärenter Überlagerung der
Teilstrahlen:
λ0 2
2 d > lc =
; ∆λ
∆λ
!
spektrale Breite
Stufenhöhe
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d
23
Diffraktive Elemente
1.
Anwendung von homogener Beleuchtung
2.
Refraktive Homogenisatoren:
3.
•
Lichtmischstab
•
Wabenkondensor
Diffraktive Homogenisatoren:
•
Was sind diffraktive optische Elemente?
•
Inverses Raytracing
•
Iterativer Fourier-Transformations-Algorithmus
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24
Diffraktive Elemente
Diffraktive Elemente formen die Intensitätsverteilung in der Zielebene durch
Phasen-und Amplitudenmodulation aufgrund von Interferenzeffekten um
Intensität im Fernfeld
Beispiele:
Intensity - 2DSections (Zeile 0)
Amplitudengitter:
2e+002
1,5e+002
1e+002
∆s
50
-2,5
Phasengitter (Ronchi):
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
1
1,5
2
Intensity - 2DSections (Zeile 0)
OPD = λ / 2
3,5e+002
3e+002
n1
n0
2,5e+002
2e+002
1,5e+002
1e+002
50
-2,5
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-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
25
Einfluss der quantisierten Phase auf Homogenisierung
Quantisierung der Phasenmodulation:
•
Bedingt durch die Herstellungsmethode stehen in jedem Rasterpunkt
N = 2 n gleichhohe Phasenstufen zur Verfügung
•
*
Die Phase ϕ ( x, y ) muss somit durch die Phase ϕ ( x, y ) angenähert werden
•
Quantisierung der Phase verringert Intensität in gewünschter 1.Beugungsordnung
Maximaler Anteil der Gesamtintensität:
1

N
η = sinc 2 
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26
Designen von diffraktiven Elementen durch inverses Raytracen
Inverses Raytracing:
Umverteilen der Strahlen in der Zielebene mit Abbildung u , v → x, y ,
 
sodass I ( x (u )) der gewünschten Intensitätsverteilung entspricht.
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27
Design von diffraktiven Elementen durch inverses Raytracen (2)
Bestimmung der Abbildung
Ausgangspunkt: Energieerhaltung

 
P (u , v) = I 0 (u ) du dv = I ( x (u )) dx dy
Gesamtintensität der Zielfläche:
∫∫

 
I 0 (u ) du dv = ∫ ∫ I ( x (u )) dx dy
du
dv
dx
dy
Flächenelemente transformieren sich mit
Funktionaldeterminante,
man erhält die Abbildung aus Integration:
Auf das infinitesimale Flächenelement dudv treffende
Leistung wird verlustfrei in die Zielebene auf das
Flächenelement dxdy abgebildet

 
I (u )
 ∂x (u ) 
det   = 0 
 ∂u  I (u ( x ))
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28
Design von diffraktiven Elementen durch inverses Raytracen (3)
Beispiele einfacher Abbildungen:
− homogen beleuchtete Linie, Länge l1
abgebildet auf homogene Linie, Länge
Abbildung:
x(u ) =
− Linie
l2
u;
l1
l2
x
u
l1 mit Gauß-förmiger Intensitätsverteilung
abgebildet auf homogene Linie l2
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29
Design von diffraktiven Elementen durch inverses Raytracen (4)
Bestimmen der nötigen Phase ψ (u, v) hinter dem
optischen Element aus der Abbildung:
Betrachte Fokussierung einer ebenen Welle:
•
Lichtstrahlen stehen senkrecht auf Flächen konstanter Phase
  
x (u ) − u
∇ Ψ (u , v) =
z0
•
Phasenmodulation durch diffraktives Element ϕ (u , v) berechnet sich aus:
ϕ (u , v) = Ψ (u , v) − Ψ0 (u , v)
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30
Design von diffraktiven Elementen durch inverses Raytracen (5)
Einige durch Inverses Raytacing designte optische Elemente:
Abbildendes
Element
•
Intensitätsverteilung
in Zielebene
Abbildung einer Gauß-förmigen
Intensitätsverteilung auf eine homogene Linie
•
Homogene Intensitätsverteilung wird mit
runder Apertur umgeformt
•
Komplexe Formen können durch Superposition
einfacher Abbildungen erzeugt werden
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31
Der Iterative Fourier-Transformations Algorithmus
Allgemein: Der IFTA wurde von Lesem (71) und Gerchberg (72) für ähnliche
Probleme entwickelt
•
Iterativer Algorithmus zum Bestimmen von Funktionen die sowohl selbst als auch ihre
Fourier-Transformierten Bedingungen erfüllen sollen
•
Es wird zwischen Orts- und Fourierraum gewechselt und jeweils die Funktionen mit möglichst
kleiner Veränderung den Bedingungen angepasst
u
F {}
u
Bedingungen im
Ortsraum anpassen
Bedingungen im
Frequenzraum anpassen
u′
−1
F {}
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u′
32
Der Iterative Fourier-Transformations-Algorithmus (2)
Anwendung des IFTA zum Designen eines diffraktiven Elements:
Mit paraxialer Näherung ergibt sich für das Fernfeld der Intensitätsverteilung
in z = z1 Ebene :
u ( x, y, z1 ) ∝ F{u ( x, y,0)} = u0 (α , β )
(Fraunhofer-Beugung)
Bedingungen an u ( x, y ,0) und u0 (α , β ) :
•
2
u ( x, y,0) entspricht gegebener Intensitätsverteilung
•
u0 (α , β ) = C (α , β ) ; C (α , β ) gewünschte Intensitätsverteilung in der Zielebene
2
2
2
an ψ ( x, y ) und ψ (α , β ) sind keine Bedingungen gestellt
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33
Der Iterative Fourier-Transformations-Algorithmus (3)
Bestimmen der nötigen komplexen Amplitudenverteilung
hinter dem diffraktiven Element:
uk′ ( x, y ) = uk′ ( x, y ) ⋅ eiψ k′ ( x , y )
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34
Der Iterative Fourier-Transformations-Algorithmus (3)
Bestimmen der nötigen komplexen Amplitudenverteilung
hinter dem diffraktiven Element:
uk ( x, y ) = u0 ( x, y ) ⋅ eiψ k′ ( x , y )
Bedingungen im Ortsraum
anpassen:
•
u′k ( x, y ) durch u0 ( x, y )
ersetzen
•
ψ k′ (x, y) beibehalten
uk′ ( x, y ) = uk′ ( x, y ) ⋅ eiψ k′ ( x , y )
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35
Der Iterative Fourier-Transformations-Algorithmus (3)
Bestimmen der nötigen komplexen Amplitudenverteilung
hinter dem diffraktiven Element:
u k ( x, y ) = u 0 ( x, y ) ⋅ e
iψ k′ ( x , y )
F { u ( x, y ) }
uk (α , β ) = uk (α , β ) ⋅ eiψ k (α ,β )
Bedingungen im Ortsraum
anpassen:
•
u′k ( x, y ) durch u0 ( x, y )
ersetzen
•
ψ k′ (x, y) beibehalten
uk′ ( x, y ) = uk′ ( x, y ) ⋅ eiψ k′ ( x , y )
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36
Der Iterative Fourier-Transformations-Algorithmus (3)
Bestimmen der nötigen komplexen Amplitudenverteilung
hinter dem diffraktiven Element:
u k ( x, y ) = u 0 ( x, y ) ⋅ e
iψ k′ ( x , y )
F { u ( x, y ) }
Bedingungen im Ortsraum
anpassen:
•
u′k ( x, y ) durch u0 ( x, y )
uk (α , β ) = uk (α , β ) ⋅ eiψ k (α ,β )
Bedingungen im Zielebene
anpassen :
•
ersetzen
ersetzen
•
ψ k′ (x, y) beibehalten
uk (α , β ) durch C(α , β )
•
ψ k (α , β ) beibehalten
uk′ ( x, y ) = uk′ ( x, y ) ⋅ eiψ k′ ( x , y )
uk′ (α , β ) = C (α , β ) ⋅ eiψ k (α ,β )
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37
Der Iterative Fourier-Transformations-Algorithmus (3)
Bestimmen der nötigen komplexen Amplitudenverteilung
hinter dem diffraktiven Element:
u k ( x, y ) = u 0 ( x, y ) ⋅ e
iψ k′ ( x , y )
F { u ( x, y ) }
Bedingungen im Ortsraum
anpassen:
•
uk (α , β ) = uk (α , β ) ⋅ eiψ k (α ,β )
Bedingungen im Zielebene
anpassen :
u′k ( x, y ) durch u0 ( x, y )
•
ersetzen
ersetzen
•
ψ k′ (x, y) beibehalten
uk′ ( x, y ) = uk′ ( x, y ) ⋅ eiψ k′ ( x , y )
uk (α , β ) durch C(α , β )
•
ψ k (α , β ) beibehalten
F −1{ u ′(α , β ) }
uk′ +1 ( x, y ) = uk′ +1 ( x, y ) ⋅ eiψ k′ +1 ( x , y )
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uk′ (α , β ) = C (α , β ) ⋅ eiψ k (α ,β )
38
Der Iterative Fourier-Transformations-Algorithmus (4)
1-te Iteration:
•
•
u1 ( x, y ) wird gemäß der geg. Intensitätsverteilung gewählt u1 ( x, y ) = u0 ( x, y )
ψ 1 ( x, y ) beliebig
Abbruch der Iteration:
Mittlerer quadratischer Fehler kleiner als ε
2
−
d
α
d
β
|
U
(
α
,
β
)
C
(
α
,
β
)
|
k
∫ ∫
∫ dα ∫ dβ
C (α , β )
2
<ε
Konvergenz: Mit jeder Iteration wird der mittlere Quadratische Fehler der Funktionen
kleiner oder bleibt gleich! (dies kann für Spezialfälle gezeigt werden)
Nach Abbruch der Iteration kann mit ψ K ( x, y ) die nötige Phasenmodulation φ ( x, y )
der Phase ψ 0 ( x, y ) für homogene Ausleuchtung bestimmt werden.
φ ( x, y ) = ψ K ( x, y ) − ψ 0 ( x, y )
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39
Simulation des IFTA
Y-axis (mm)
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Intensity - ColorPlot
-1
-0,8
-0,6
-0,4
Intensitätsverteilung
der Lichtquelle
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
X-axis (mm)
RAYTRACE Copyright © 2008
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40
Y-axis (mm)
-0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025
Simulation des IFTA (2)
WAVESIM-Intensity - ColorPlot
Intensitätsverteilung
in Zielebene nach
1 Iteration
-0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005
0
0,005
0,01 0,015
0,02 0,025
X-axis (mm)
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41
Y-axis (mm)
-0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025
Simulation des IFTA (3)
WAVESIM-Intensity - ColorPlot
Intensitätsverteilung
in Zielebene nach
5 Iterationen
-0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005
0
0,005
0,01 0,015
0,02 0,025
X-axis (mm)
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42
Y-axis (mm)
-0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025
Simulation des IFTA (4)
WAVESIM-Intensity - ColorPlot
Intensitätsverteilung
in Zielebene nach
15 Iterationen
-0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005
0
0,005
0,01 0,015
0,02 0,025
X-axis (mm)
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43
Y-axis (mm)
-0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025
Simulation des IFTA (5)
WAVESIM-Intensity - ColorPlot
Intensitätsverteilung
in Zielebene nach
25 Iterationen
-0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005
0
0,005
0,01 0,015
0,02 0,025
X-axis (mm)
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Strahlhomogenisierung, Thomas Büttner
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WAVESIM-Phase - ColorPlot
Phasenfunktion des
Diffraktiven Elements
-0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005
0
0,005 0,01 0,015 0,02 0,025
Simulation des IFTA (6)
-0,025 -0,02 -0,015 -0,01 -0,005
0
0,005
0,01 0,015
0,02 0,025
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45
Zusammenfassung

Strahlhomogenisierung in vielen Anwendungen notwendig

Wabenkondensor:
•
Vorteile:
Inkohärente
Beleuchtung
-
Unabhängig von Intensitätsverteilung die durch die
Lichtquellengegeben ist
Unabhängig von Wellenlänge der Beleuchtung
Im Vergleich zum Lichtmischstab kompakte Bauweise und geringe
Absorptionsverluste
Periodische Anordnung führt zu Interferenzeffekten
•
Nachteil:
-
 Diffraktive Elemente:
•
•
Vorteil:
Nachteile:
-
beliebige Intensitätsverteilungen erzeugbar
Abstimmung auf Lichtquelle, Aufbau des Systems und
Wellenlänge notwendig
teure Herstellung
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Strahlhomogenisierung, Thomas Büttner
Kohärente
Beleuchtung
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Vielen Dank!
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