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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
    &-X51O C  
    案例315（3.1） x5Fo?E  
    zMBGpqdP  
    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。 m|t\w|B2  
    oA7|s1  
    1. 线栅偏振片的原理 -P&uY`  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 R,=8)OI2  
    ]VE3u_kR  
    2. 建模任务 R*XZPzg%  
    ~C>Q+tR8  
    ir>+p>s.  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 Kp1 F"!  
     偏振元件的重要特性： Ap;^ \5  
     偏振对比度 SBf=d<j 1)  
     透射率 {6wXDZxv  
     效率一致性 a/3'!}&e  
     线格结构的应用(金属) g jzWW0C  
    V@TA~'$|  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    z"QXPIXPk  
    oDJ &{N|  
    4. 建模任务：仿真参数 C3~~h|:  
    Ro<x#Uo  
    偏振片#1: ?4Fev_5m  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 VB T 66kV  
     高透过率(最大化) ;OD-?bC  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) </?ef&  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) _@gg,2 u-  
    偏振片#2: 6E:H  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 d6 -q"  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 L~by`q N_  
     光栅周期：100nm sG[qlzR=8  
     光栅材料：钨 lN{>.q@V`r  
    Z7[S698  
    5. 偏振片特性 w'VuC82SZ  
    UvB\kIH  
     偏振对比度：(要求至少50:1) >i.$s  
    dLwP7#r  
    ?i\V^3S n$  
    Q u7ML]e?z  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) Qz%q#4Zb  
    =MD)F  
    ?hR0 MnP  
    AN[pjC<  
    6. 二维光栅结构的建模 cfg.&P>   
    Kxeq Q@  
    a|[f%T<<  
     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。 [;F!\B-  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 2Ur&_c6 P  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 :?m"kh ~  
    Eb63O  
    WX_g  
    "{H{-`Ni  
    7. 偏振敏感光栅的分析 Yl$ @/xAa  
    1p&=tN  
     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,z^]-  
     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) m39.j:BG5  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 eWD!/yr|  
    8. 利用参数优化器进行优化 H_Sv,lwz;c  
    e7&RZ+s#wZ  
    Sz')1<  
     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。 )"M;7W?R0  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 {Dy,|}7s  
     在该案例种，提出两个不同的目标： ;:J"- p  
     #1:最佳的优化函数@193nm ,pf\g[tz  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 QyZ' %T5J  
    sE|8a  
    9. 优化@193nm Z.unCf3Q  
    [O!/hppN  
    6U%d3"T  
     初始参数： 5xNOIOpDB  
     光栅高度：80nm 3!QXzT$E  
     占空比：40% p?P.BU\CR  
     参数范围：  w+5OI9  
     光栅高度：50nm—150nm AxTFV ot  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) s=E6HP@q  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 }S13]Kk?=  
    -qpM 6t  
    s*i,Ph  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 ];g ~)z  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 <4/q5*&  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 L5 Ai  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 bmKvvq  
    {`J!DFfur  
    10. 优化@193nm结果  z{V#_(  
    YWV)C?5x&  
    ?@Tsd@s~r  
     优化结果： fmUrwI1 %  
     光栅高度：124.2nm ?hIDyM  
     占空比：31.6% 9Q\B1Q  
     Ex透过率：43.1% gS]  
     偏振度：50.0 F4Cq85#  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    1}ifJ~)5S  
    ;>X;cZMd  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 wXBd"]G)C  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 &fkH\o7)  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 JPgFTr  
    Olt;^> MQ  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 T`<Tj?:^&  
    k{ZQM  
    Ze[\y(K!  
     初始参数： PtL8Kd0`C  
     光栅高度：80nm b#t5Dve  
     占空比：40% EF=5[$ u  
     参数范围： v"Ryg]^_  
     光栅高度：50nm—150nm 8/u kzY1!  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ;\ j'~AyCn  
     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% 8hyX He  
    &rG]]IO  
    MBQ|*}+;  
     优化结果： -ntQqHs  
     光栅高度：101.8nm ]Al)>  
     占空比：20.9% '^_^o)0gp  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） ?\X9Ei  
     偏振对比度：50.0 V^}$f3\B  
    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。 n4H'FZ  
    B LZ<"npn  
    12. 结论 "#f5jH  
    8S[bt@v  
    • 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 /&c>*4)  
         (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。
    #D >:'ezm  
    p2+K-/}ApP  
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