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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
    78u9> H  
    案例315（3.1） ,JU3 w  
    O5v)}4  
    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。 j92X"yB  
    #'qDNY@w}  
    1. 线栅偏振片的原理 dm:2:A8^  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 dm(Xy'*iQ  
    Ow3t2G  
    2. 建模任务 _G62E $=  
    50E?K!  
    o1k X`Eu  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 :svKE.7{  
     偏振元件的重要特性： Sy0-tK4  
     偏振对比度 aS $ J `  
     透射率 pPD}>q  
     效率一致性 (\zxiK  
     线格结构的应用(金属) EjF2mkA*  
    C" 2K U*  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    6eB2mcV  
    mzGMYi*  
    4. 建模任务：仿真参数 W{l{O1,  
    <aR sogu"P  
    偏振片#1: -(Fhj Ir  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 nQm (UN  
     高透过率(最大化) ahmxbv3f=5  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) >U9JbkeF  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) :G8:b.  
    偏振片#2: tmgZNg  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 #*~3gMI{=  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 ]*&`J4i  
     光栅周期：100nm .Z9{\tj  
     光栅材料：钨 pH/_C0e`7  
    ^U.t5jj  
    5. 偏振片特性 G pC*w ~  
    C(J+tbk  
     偏振对比度：(要求至少50:1) nYE' 'g+x  
    "">{8  
    zPyN2|iFah  
    M/5+AsT  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) \T:*tgU  
    z0-[ RGg  
    MD+e!A#o  
    OBEHUJ5  
    6. 二维光栅结构的建模 gnWEsA\!  
    r=4vN=:  
    3DX@ggE2  
     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。 HU47 S  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 9lR-  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 T/nG\WZbZn  
    `7$Sga6M  
    -A(]U"@n  
    2SRmh!hr  
    7. 偏振敏感光栅的分析 CYn56eRK  
    K4vOy_wT  
     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。 r=cm(AHF  
     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) >^bSjE  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 :7L[v9'  
    8. 利用参数优化器进行优化 E/ {v6S{)Y  
    uMb[0-5  
    Qk?J4 B  
     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。 pdq5EUdS  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 ^tRy6zG  
     在该案例种，提出两个不同的目标： I2^@>/p8\(  
     #1:最佳的优化函数@193nm t+t D  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 \L:+k `  
    SG{&2G  
    9. 优化@193nm du>d?  
    |576)  
    W@p27Tiq  
     初始参数： D`hg+64}  
     光栅高度：80nm ~@%#eg  
     占空比：40% =j^wa')  
     参数范围： :P?zy|aBi  
     光栅高度：50nm—150nm 3hPp1wZd   
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) Y5R|)x  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 iM +p{ /bN  
    B"3uuk8  
    [n2)6B\/  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 n<3{QqF  
     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。 <uXQT$@?  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 Z,:}H6Mj9  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 ot; ]?M  
    Zd~Q@+sH  
    10. 优化@193nm结果 j*L-sU  
    ur JR[$p  
    flS_rY5  
     优化结果： Ox^VU2K;&.  
     光栅高度：124.2nm n|Gw?@CU7  
     占空比：31.6% ,nGZ( EBD  
     Ex透过率：43.1% (5efNugc  
     偏振度：50.0 -}KW"#9c  
    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。
    Hq0O!Zv  
    !I+F8p   
     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。 LR% P\~  
     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。 3}x6IM 2  
     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。 !HSX:qAP$  
    P%y$e0  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 o!sHK9hvJ)  
    JTdcL mL  
    f,:2\b?.  
     初始参数： 2|D<0d#W  
     光栅高度：80nm sZ%wQqy~k  
     占空比：40% 2^ kK2D$o  
     参数范围： fk'DJf[M  
     光栅高度：50nm—150nm .Dt.7G  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) Cg&:+  
     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% [5wU0~>'  
    sV-UY!   
    vg-'MG  
     优化结果： '=1@,Skj-  
     光栅高度：101.8nm n~'cKy )m  
     占空比：20.9% *# ;  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） bw*D!mm,  
     偏振对比度：50.0 n$E'+kox  
    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。 =:(<lKf,<F  
    6;p"xC-  
    12. 结论 #p/'5lA&j  
    9}#9i^%}  
    • 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 s,]z6L0  
         (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。
    31{) ~8  
    ?RU_SCp-  
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