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    [技术]紫外光栅偏振片的参数优化 [复制链接]

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    在线infotek
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-26
    案例315（3.1） mt3j- Mw  
    :-ZE~b HJ  
    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。 K&0op 4&  
     UZ0fw@RM  
    1. 线栅偏振片的原理 `<kHNcm  
    @GqPU,RO  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 tRRPNY  
    2. 建模任务 x7K   
    biG=4?Xl  
    wNL!T6"G  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 e `zEsLs@  
     偏振元件的重要特性： TJ[C,ic=D  
     偏振对比度 D.Rk{0se8  
     透射率 yaD<jc(O  
     效率一致性 >Z?fX  
     线格结构的应用(金属)     TU$PAwn=  
    U^vQr%ha  
    3. 建模任务： ;ZX P*M9  
    x-z方向(截面)                         x-y方向(俯视图)
    -QjdL9\[c7  
    4. 建模任务：仿真参数 h=SQ]nV{  
     fx %Y(W#5  
    偏振片#1: x3=W{Fv@4  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 v'Ce|.;  
     高透过率(最大化)  hLFf  
    光栅周期：100nm(根据加工工艺) o0$R|/>i  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) #q`[(`Bx  
    偏振片#2: E*ybf'  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 . +> w0FG.  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 tagkklJ~  
     光栅周期：100nm H`q" _p:  
     光栅材料：钨 i3t=4[~oL  
     u8qL?Aj^  
    5. 偏振片特性 O-Hu:KuIf  
     k%E9r'Ac  
     偏振对比度：(要求至少50:1) #\N?ka}!  
    v#&r3ZW0  
    kv&%$cA  
     kf\n  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) v{`Z  
    j*f%<`2`j  
     #m?GBr%k  
    jUtrFl  
    6. 二维光栅结构的建模 .z&V!2zp  
    yLCqlK  
    I7TdBe-  
     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。 {6Lkh  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 *zeY<6  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 jC+>^=J(  
    }MP2)6  
     (1JZuR<?c  
    j[NA3Vj1P  
    7. 偏振敏感光栅的分析  v'i"Q  
    ^Dhj<_  
     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。 c'OJodpa  
     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) b9ysxuUdS  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。     W!q 'wrIx(  
    8. 利用参数优化器进行优化 5 EDHJU>  
    vLn<=.  
    k| 0Fa}Z[  
     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。 "wL~E Si  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 $_ub.g|  
     在该案例种，提出两个不同的目标： .B*Yg<j  
     #1:最佳的优化函数@193nm F48:mfj1r  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数     }u cqzdk#2  
    `%AFKmc^;  
    9. 优化@193nm  84L!r  
    f/Km$#xOr  
    YM{Q)115  
     初始参数： zf $&+E-  
     光栅高度：80nm GDw4=0u-  
     占空比：40% B[ae<V0 k  
     参数范围： !jY/}M~F1  
     光栅高度：50nm—150nm Jpg_$~k  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) }`6-^lj  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 8=gr F  
     r4t|T^{sl  
    P]!$MOt  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 I=D{(%+^d  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 1~8F&  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 /k<*!H]KSg  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 5FqUFzVqsl  
    RI w6i?/I  
    10. 优化@193nm结果 <y'B !d#  
    toPA@V  
    + EG.p  
     优化结果： d hiLv_/  
     光栅高度：124.2nm u~<>jAy  
     占空比：31.6% X0b :Oiw  
     Ex透过率：43.1% S1uW`zQ!+_  
     偏振度：50.0 E#Ynn6  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。 &=|W95  
    qMYR\4"$  
     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。 a$#,'UB  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 95(c{ l/  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 [ /*$?PXt  
    B;4hI?  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 Z]$yuM  
     :eS7"EG{3  
    Oz^+;P1  
     初始参数： e;x`C  
     光栅高度：80nm nhk +9  
     占空比：40% kr8NKZ/  
     参数范围： Xfx(X4$9  
     光栅高度：50nm—150nm U"-mLv"|  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) y[q W>  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% M<7 <L   
    s .^9;%@$J  
    :*t v`:;p  
     优化结果： =N<Hc:<t4  
     光栅高度：101.8nm 5yp~PhHf  
     占空比：20.9% +<:p`%  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） ec1snMY  
     偏振对比度：50.0 S) V uT0  
    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。 Ec_ G9&  
     *bn9j>|iv  
    12. 结论 h1fJ`WT6,  
     'Twi @I  
     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) 5 W(iU  
     VirtualLab参数优化工具箱提供了不同的优化方式，用以改善提高光学元件的性能 DetBZ.  
    (如Downhill-Simplex-algorithm) 'BAe>r_Pn  
     通过选择合适的评价函数(包括参数权重)可使优化更加合理化，并满足独立的要求。 _<;#=l  
     
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