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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
    K\E]X\:  
    案例315（3.1） [BR}4(7  
    KRR^?  
    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。 ~Ow23N  
    qH$rvD!]  
    1. 线栅偏振片的原理 -0IFPL8  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 |VR5Q(d  
    $HCAC 4  
    2. 建模任务 ABe^]HlH  
    +?txGHQq  
    /R$x-7t)^(  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 #.L0]Uqcp  
     偏振元件的重要特性： <9.7gwzE  
     偏振对比度 +-YuBVHL  
     透射率 }~~^ZtJ\  
     效率一致性 1z@# 8_@  
     线格结构的应用(金属) rbZ6V :  
    Q;,3W+(  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    yr 9)ga%  
    vyOC2c8  
    4. 建模任务：仿真参数 ^8*SCM_A  
    _3G)S+ 7#  
    偏振片#1: lLFBop  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 Y+`-~ 88  
     高透过率(最大化) 0?;Hmq3  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) {s'_zS z  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) #5:A?aj  
    偏振片#2: gw"l& r  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 4bi\$   
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 }vA nP]!A5  
     光栅周期：100nm A*U'SCg(G  
     光栅材料：钨 /F}\V ^  
    4m(>"dHP  
    5. 偏振片特性 \bQ!> l\  
    G$`4.,g  
     偏振对比度：(要求至少50:1) JG4*B|3  
    gN'i+mQcu  
    GfPz^F=ie.  
    (BQ3M-  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) $$f$$  
    +9F#~{v`4a  
    4S EC4yO  
    A.x}%v,E  
    6. 二维光栅结构的建模 ^?xJpr%)  
    >MY.Fr#.m  
    WB [G!'  
     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。 LtWU"42  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 &b")`p&K  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 F1*rUsRKN  
    ]3u'Qv}o  
    Y4!q 1]TGX  
    y1My, ?"?  
    7. 偏振敏感光栅的分析 w$:)wyR-  
    i*w-Q=  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 >6834e  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) KY&,(z   
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 6="&K_Q7  
    8. 利用参数优化器进行优化 TaJn2cC^  
    -gGK(PIf  
    hdqls0 r  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 nJH%pBc  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 4EbiCSo  
     在该案例种，提出两个不同的目标： B{(l 5B6  
     #1:最佳的优化函数@193nm c} ET#2,  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 n<&R"89  
    ?yeC j1X  
    9. 优化@193nm IqKXFORiNI  
    [IA==B7  
    k 0Yixa  
     初始参数： ; 2-kQK9  
     光栅高度：80nm A8(PI)Ic.  
     占空比：40% gdY/RDxn:  
     参数范围： # h|< >  
     光栅高度：50nm—150nm K"$ky,tU  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) .3&OFM  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 {;M/J  
    q\Kdu5x{  
    H,` XCG  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 Vn;] ''_  
     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。 0j MI)aY.  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 F|{?GV%hF  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 )p9n|C  
    08jQq#  
    10. 优化@193nm结果 &uW.V+3  
    GFkte  
    EQO7:vb  
     优化结果： P"@^'yR5WK  
     光栅高度：124.2nm *3Z#r  
     占空比：31.6% @Qozud\?  
     Ex透过率：43.1% 7Apbi}")  
     偏振度：50.0 v"_#.!V  
    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。
    ITUl -L4xE  
    :''0z  
     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。 /*HSAjv  
     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。 !,uw./8@Ku  
     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。 0N_Da N  
    _>64XUZ<n  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 wuQkeWxJ  
    rdg1<Z  
    %&(\dt&R1h  
     初始参数： 0M-AIQ5  
     光栅高度：80nm R~-q! nC  
     占空比：40% IxR:a(  
     参数范围： E#p6A5  
     光栅高度：50nm—150nm 7B`0mK3  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) - [j0B|cwG  
     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% <qx-%6  
    DR8dJ#  
    y&]D2"I  
     优化结果： 42LV>X#i  
     光栅高度：101.8nm 1sA-BQL  
     占空比：20.9% MWf%Lh;R  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） W#\4"'=I  
     偏振对比度：50.0 o*'3N/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，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 5]+eLKXB  
    0AenDm@9  
    12. 结论 6}2Lt[>O  
    zv@o- R$l  
    • 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 4HAfTQ 1G  
         (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。
    4+:u2&I  
    c2"OpI  
     
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