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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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    离线infotek_vlf
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    kaxAIk8l  
    案例315（3.1） Bc {#ia  
    gxpGi@5  
    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。 z6tH2Wxf  
    QI@!QU$K&  
    1. 线栅偏振片的原理 +DwyMzeE  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 Z 8??+d=  
    Z3K~C_0Cnu  
    2. 建模任务 e[t+pnRh  
    o=`FGowF  
    ,|4%YaN.3  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 U?u0|Y+  
     偏振元件的重要特性： tA+ c  
     偏振对比度 v)(tB7&`=  
     透射率 IrU}%ZVV  
     效率一致性 hSmu"a,S  
     线格结构的应用(金属) i%7b)t[y  
    Y-%S,91O  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    h' OLj#H  
    YadY?o./  
    4. 建模任务：仿真参数 jI$}\*g  
    V~y4mpfX  
    偏振片#1: Z6<vLc  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 W{\){fr6O  
     高透过率(最大化) g)+45w*+5  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) '|r('CIBN/  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) K (yuL[p`  
    偏振片#2: _zQ3sm  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 |qS<{WZ!h  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 iVM{ L  
     光栅周期：100nm 4C&L%A  
     光栅材料：钨 EQ&E C  
    )1H$5h  
    5. 偏振片特性 C'ZF#Z  
    UOrf wK  
     偏振对比度：(要求至少50:1) G`NH ~C  
    s1XW}Dw  
    %Uk]e5Hu  
    XJ;kyEx3=O  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) /IM5#M5~  
    `, ?T;JRc  
    ~y{(&7sM  
    'z\K0  
    6. 二维光栅结构的建模 KOWxP47b  
    &UG7 g  
    5B{O!SNd  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 apk06"/  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 (S+tQ2bt  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 j;fmmV@  
    /U[Y w)  
    Ue|]M36  
    iq`y  
    7. 偏振敏感光栅的分析 O&93QN0  
    4NxtU/5-sU  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 H"8+[.xBh  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) 4.bL>Y>c  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 IMzhEm  
    8. 利用参数优化器进行优化 2s,wC!',  
    Qz;2RELz  
    95giqQ(N  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 |MvCEp  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 z#b31;A@$  
     在该案例种，提出两个不同的目标： Zs!)w9y&V  
     #1:最佳的优化函数@193nm JZ&]"12]fR  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 FA\gz?h  
    2E/#fX9!4  
    9. 优化@193nm ): C4"2l3  
    ulsr)Ik  
    GE=#8-@g~p  
     初始参数： Owalt4}C  
     光栅高度：80nm Ftj3`Mu  
     占空比：40% $H^hK0?'  
     参数范围： C( C4R+U  
     光栅高度：50nm—150nm XiI@Px?FL  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) Kx6_Vp  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 kEWC  
    94"R&|  
    ,WbO8#z+  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 39?iX'*p  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 Gs2.}l z  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 "2(4?P  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 JI5?, )-St  
    oQ@X}6B%S  
    10. 优化@193nm结果 ]t]s/;9]K  
    @jg*L2L6  
    nn$,|/  
     优化结果： ;7&RmIXKh'  
     光栅高度：124.2nm v]gJ 7x  
     占空比：31.6% 9}t2OJS*h"  
     Ex透过率：43.1% v#:#w.]-Y  
     偏振度：50.0 `p9h$d  
    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。
    3]0ETcT  
    oUR'gc :  
     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 5h.u>6@{  
     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。 $I!vQbi  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 u*Eb4  
     {[o=df/  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 XX~~SvSM  
    )Z0pU\  
    +LV~%?W  
     初始参数： /og2+!  
     光栅高度：80nm v"6q!  
     占空比：40% |#$Wh+,*  
     参数范围： ( du<0J|PT  
     光栅高度：50nm—150nm z+&mMP`-  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) $d%m%SZxv  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% fb4/LVg'J  
    q( i|  
    Dms 6"x2  
     优化结果： B|gyr4]  
     光栅高度：101.8nm Gr&5 mniu  
     占空比：20.9% v! uD]}  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） v7T05  
     偏振对比度：50.0 Y<%$;fx$Sx  
    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。 rgdDkWLXC  
     #-1 ;  
    12. 结论 wz31e!/  
    i[@*b/A  
    • 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 i}N'W V`!  
         (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。
    Xa\{WM==;  
    I0sd%'Ht?  
     
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