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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
    zB'_YwW  
    案例315（3.1） >YR2h/S  
    R_Z 9aQ  
    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。 "&@{f:+  
    z+<ofZ(.  
    1. 线栅偏振片的原理 K7wU tg  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 | cL,$G  
    6dhzx; A  
    2. 建模任务 hp}JKj@  
    qD,/Qu62  
    mEyIbMci  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 {2U3   
     偏振元件的重要特性： {TaYkuWS  
     偏振对比度 ff 6x4t  
     透射率 SZ~lCdWad  
     效率一致性 ~#7uNH2  
     线格结构的应用(金属) Zm6|aHx8v  
    9s?gI4XN  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    >tm4Rg~y  
    v[O?7Np  
    4. 建模任务：仿真参数 |v_ttJ;+Y  
    a&u!KAQ  
    偏振片#1: JthU' "K  
     偏振对比度不小于50@193nm波长  vPAL,  
     高透过率(最大化) ,>Dpt <  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) f9vitFkb+  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) e'.CIspN  
    偏振片#2: kc<5wY_t  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 y:Aha#<  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 W#\{[o  
     光栅周期：100nm 9(lcQuE9  
     光栅材料：钨 $Ww.^ym  
    ?Cv([ ^Y.u  
    5. 偏振片特性 hp@F\9j  
    ZtY?X- 4_  
     偏振对比度：(要求至少50:1) 0{-?Wy  
    ~U5Tn3'~  
    ^0?ww&X  
    }yw>d\] f  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) JH*fxG  
    ]d.e(yCuE  
    B_>r|^Vh  
    eo^C[# .  
    6. 二维光栅结构的建模 l[[^]__  
    i!iG7X)qT  
    3gtKD9RL:  
     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。 t+D= @"BZP  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 1p=bpJC  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 yw{r:fy  
    bmJdZD7-<k  
    eOx8D|^W  
    =]1cVnPI  
    7. 偏振敏感光栅的分析 V!NRBXg  
    Y7;=\/SV  
     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。 Hz%<V *\{  
     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) Vq'n$k}  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 tToP7q^  
    8. 利用参数优化器进行优化 ZO>)GR2S  
    <r m)c.  
    $i1:--~2\  
     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。 u#NX`_  
     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 L9:e7o  
     在该案例种，提出两个不同的目标： M>xT\  
     #1:最佳的优化函数@193nm IkO [R1K  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 J0B*V0'zR  
    N:~4>p44[  
    9. 优化@193nm dA<_`GFR  
    $F NH:r<  
    5 9i2*<k  
     初始参数： x=kJl GT  
     光栅高度：80nm 5&xbGEP$  
     占空比：40% 1L?d/j  
     参数范围： &MPlSIg  
     光栅高度：50nm—150nm (-`PO]e48  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) %evtIU<h  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 A5Q4wy`  
    u?F.%j-  
    i)$ySlEh  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 HE>V\+ AL  
     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。 `?SC.KT  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 `I(ap{  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 q(A_k+NL  
    uc}F|O   
    10. 优化@193nm结果 N-q6_  
    ~+V$0Q;L  
    F>GPi!O  
     优化结果： db&!t!#,  
     光栅高度：124.2nm Fk9]u^j  
     占空比：31.6% Zr=B8wuT  
     Ex透过率：43.1% <[u(il  
     偏振度：50.0 &eqqgLz  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    \U##b~Z,g  
    G(BSe`f  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 2p4iir  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 ;Sg,$`]  
     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。 8kvA^r`  
    fxmY,{{  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 DiGHo~f  
    xM@s`s|n  
    OR37  
     初始参数： 0d1!Q!PH3  
     光栅高度：80nm #lMC#Ld  
     占空比：40% &N]e pV>  
     参数范围： N(3Bzd)   
     光栅高度：50nm—150nm 'Gamb+[  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) PZO.$'L|7  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% Cl3L)  
    t=|}?lN<  
    Qvel#*-4  
     优化结果： L\5:od[EP  
     光栅高度：101.8nm h:sf?X[  
     占空比：20.9% .}T-R?  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） Q laoa)d#  
     偏振对比度：50.0 8&3& ^!I  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 5.DmMG[T^=  
    salDGsW^  
    12. 结论 3\{\ al   
    s^4wn:*$zd  
    • 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 eW8{ ],B  
         (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。
    ?$uEN_1O\@  
    =#[t!-@  
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