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    [推荐]VirtualLab实例_紫外光栅偏振片的参数优化 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    DYK|"@  
    案例315（3.1） %C<eR_  
    EMbsKG  
    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。 kq-RM#Dj:  
    amgex$  
    1. 线栅偏振片的原理 |\t_I~de  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 _Hk`e}}  
    O~VUViS6$  
    2. 建模任务 r1]^#&V;MC  
    zu%pr95U  
    $49tV?q5  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 M(f'qFY=K  
     偏振元件的重要特性： _P:P5H8  
     偏振对比度 v%^H9aK_  
     透射率 ?M2@[w8_  
     效率一致性 K<tg+(3  
     线格结构的应用(金属) &IYkeGQr  
    =@>&kU%$&  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    )Be;Zw.|  
    J4i0+u  
    4. 建模任务：仿真参数 N}= - +E|  
    76/%Py|  
    偏振片#1: WyETg!b[  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 /2@@v|QL  
     高透过率(最大化) d?n~9_9e  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) P.Bk-#}$  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) x&d<IU)5  
    偏振片#2: yrX]w3kr%  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 p pq#5t^[)  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 u[DV{o  
     光栅周期：100nm -E1}mL}I`  
     光栅材料：钨 &AVi4zV  
    M*N8p]3Cq  
    5. 偏振片特性 #z.x3D@^r6  
    RZZB?vx  
     偏振对比度：(要求至少50:1) <#-ERQw  
    I f(_$>  
    ra1hdf0"  
    7Fp2=j  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) s5HbuyR^  
    C0M{zGT>}  
    4/4IZfznX  
    c LJCLKJ  
    6. 二维光栅结构的建模 ]+8,@%="  
    1tDN$rM5  
    vuf|2!kh/  
     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。 nL? B  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 XV&3h>5  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 |8B[yr.b  
    '};Xb|msU  
    O_ c K 4  
    "Xqj%\  
    7. 偏振敏感光栅的分析 k8TMdWW  
    e#wn;wo?  
     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。 xM:dFS  
     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) RwE]t$T/  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 (:1 j-  
    8. 利用参数优化器进行优化 3-05y!vbcE  
    8c9_=8vw  
    FD<~?-  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 8Y9mB #X  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 TsQMwV_h  
     在该案例种，提出两个不同的目标： G4i&:0  
     #1:最佳的优化函数@193nm M@8(h=  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 S(Pal/-"  
     tua+R_"  
    9. 优化@193nm D"MNlm  
    mXr)lA  
    Oj:`r*z43  
     初始参数： E-x(5^b"  
     光栅高度：80nm 46vz=# ,6L  
     占空比：40% >QyMeH  
     参数范围： eg3{sDv,  
     光栅高度：50nm—150nm #E#70vWp\O  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) Xf0pQ]8\  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 <ANKoPNie  
    G*QQpSp  
    ukw'$Yt2  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 4avM:h  
     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。 /<})+=>6f  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 G -;Yua2\  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 vF_?1|*|  
    6ugBbP +^  
    10. 优化@193nm结果 yY1&h op  
    Z5+0?X0i  
    pY2nv/  
     优化结果： 1}(g=S  
     光栅高度：124.2nm o5)U3U1|  
     占空比：31.6% $oNkE  
     Ex透过率：43.1% ^}WeBU  
     偏振度：50.0 W>"i0p  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    AIE)q]'Q  
    ^x q%P2s0  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 k8h$#@^  
     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。 ,xGlWH wrY  
     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。 DzYno -]A]  
    -X |G  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 9 Hm!B )Y  
    MZ{)`7acR\  
    IlwY5iL  
     初始参数： L<E`~\C'  
     光栅高度：80nm SO}Hc;Q1`  
     占空比：40% @A)gsDt9A  
     参数范围： >%7iL#3%  
     光栅高度：50nm—150nm 0n1y$*I4  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 5SDHZ?h  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% N%`ikdaTd  
    a/?gp>M9  
    kcQ |Zg  
     优化结果： E;h#3 B9  
     光栅高度：101.8nm 7Npz {C{I  
     占空比：20.9% Q<"zpwHR  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） )9Jt550(  
     偏振对比度：50.0 Q tRKmry{  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 A }dl@  
    qD%Jf4.0j  
    12. 结论 H*l8,*M}  
    gllXJM^ -  
    • 应用的偏振分析器可以评价偏振光栅与波长和角度的关系。(同样适用于极紫外光谱范围)
    • VirtualLab参数优化工具箱提供了不同的优化方式，用以改善提高光学元件的性能 &359tG0@P  
         (如Downhill-Simplex-algorithm)
    • 通过选择合适的评价函数(包括参数权重)可使优化更加合理化，并满足独立的要求。
    4).q+{#k  
    @$Y`I{Xf  
     
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