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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
    >`[+24e  
    案例315（3.1） yXIJeo"  
    7'8G,|&:*  
    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。 FQ 0 ;%Z  
    4K HIUW$  
    1. 线栅偏振片的原理 M%$ITE  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 ~Hd *Xl  
    w87$p821  
    2. 建模任务 , ExY.'%1  
    +2p}KpOsL  
    1:yil9.\*  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 Piw i  
     偏振元件的重要特性： 1Ke9H!_P  
     偏振对比度 Z6-  
     透射率 ,* \s  
     效率一致性 =eS?`|  
     线格结构的应用(金属) cM,g, E}  
    3me&isKL  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    RZVZ#q(DU  
    '"c`[L7Wn  
    4. 建模任务：仿真参数 <Mj{pN3  
    MOytxl:R  
    偏振片#1: "1>w\21  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 Y~*aA&D  
     高透过率(最大化) }Q\+w,pJgN  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) u^Ktz DmL  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) `SZ-o{  
    偏振片#2: -s)h ?D  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 e\-,e+  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 Wwr  
     光栅周期：100nm B>I :KGkV  
     光栅材料：钨 u|\?6fz  
    GpO*As_2  
    5. 偏振片特性 *5XOYb?'v.  
    x|c_(  
     偏振对比度：(要求至少50:1) WlW%z(RC  
    |+[Y_j  
    N9*QQ0  
    {: \LFB_  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) II=!E  
    4MzPm~Ct  
    xzFQ)t&  
    zK_P3r LsS  
    6. 二维光栅结构的建模 P0sAq7"  
    ^qVBgBPb  
    ZzQLbCV  
     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。 SjF(;0k C  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 KW ZEi?  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 3xdJ<Lrq  
    k=d0%} `M(  
    @Jqo'\~&  
    +7AH|v8  
    7. 偏振敏感光栅的分析 ([^f1;ncm  
    G^.tAO5:f  
     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。 4#:Eq=(W  
     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) 0V86]zSo  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 SXE@\Afj  
    8. 利用参数优化器进行优化 fz8 41 <Y  
    o=Mm=;H  
    v046  
     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。 ;n|%W,b-  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 .LnknjC  
     在该案例种，提出两个不同的目标： , )TnIByM  
     #1:最佳的优化函数@193nm 9HPwl  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 MR5[|kHJT  
    .RAyi>\e  
    9. 优化@193nm xsy45az<ip  
    u i$4  
    b5KK0Jjk  
     初始参数： f87XE";:A  
     光栅高度：80nm hM>.xr  
     占空比：40% 1{a4zGE?[  
     参数范围： t. (6tL]  
     光栅高度：50nm—150nm Oz&*A/si+3  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) vCK+v r!  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 PRFl%M.H`  
    ufw[Ei$I:  
    .yD 6$!6  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 <$a-.C5  
     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。 N>Uxq& )!  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 }s6Veosl  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 -yBj7F|  
    fU$_5v4  
    10. 优化@193nm结果 >p;&AaXkoG  
    Z#^|h0  
    ;+#Nb/M  
     优化结果： % -+7=x  
     光栅高度：124.2nm  &"27U  
     占空比：31.6% _%\%  
     Ex透过率：43.1% .Y8P6_  
     偏振度：50.0 hsYE&Np_Q  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    t y4R2LnC  
    XJy.xI>;  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 ?2\oi*$  
     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。 5~im.XfiVx  
     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。 ~_F;>N~  
    NpKyrXDJv  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 8|L@-F  
    4sBvW  
    WiQVZ {  
     初始参数： UWK|_RT6SA  
     光栅高度：80nm 2+C:Em0yI  
     占空比：40% L<B)BEE.  
     参数范围： z}Us+>z+jc  
     光栅高度：50nm—150nm gN7 3)uJ0  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) P|p X F~  
     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% MA}}w&  
    G]EI!-y  
    @$;8k }  
     优化结果： bKzG5|Qu  
     光栅高度：101.8nm HD2C^V2@M  
     占空比：20.9% oR,zr  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） Zs-lN*u7.  
     偏振对比度：50.0 | WTWj  
    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。 P>_9>k@;Q  
    :2/ jI:L~  
    12. 结论 4i }nk T  
    _O11SiP]  
    • 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 GRVF/hPn  
         (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。
    Ht/#d6cQ  
    t.VVE:A^%  
     
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