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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
    0RfZEG)  
    案例315（3.1） \8tsDG(1 '  
    +ZYn? #IQ  
    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。 )oZ dj`  
    e20-h3h+  
    1. 线栅偏振片的原理 6!o1XQr=Z  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 %O<BfIZ  
    bt *k.=p  
    2. 建模任务 Bvj0^fSm  
    G}*hM$F  
    *Ex|9FCt$  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 CLSK'+l  
     偏振元件的重要特性： Ac6=(B  
     偏振对比度 & kIFcd@  
     透射率 8L XHk l  
     效率一致性 9Flb|G%  
     线格结构的应用(金属) DIvHvFss  
    a.'*G6~Qgw  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    QJNFA}*>  
    B!yr!DWv  
    4. 建模任务：仿真参数 9L9sqZUB  
    V]&\fk-{  
    偏振片#1: q4q6c")zp  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 m|# y >4  
     高透过率(最大化) 0YzpZW"+  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) $( )>g>%  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) 0V]s:S  
    偏振片#2: $M#>9QHhc  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 @o^Ww  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 wBzC5T%,  
     光栅周期：100nm fVwU e _Y  
     光栅材料：钨 'yth'[  
    H]!"Zq k  
    5. 偏振片特性 A >$I -T+  
    ^{{q V  
     偏振对比度：(要求至少50:1) l,: F  
    Qd6FH2Pl  
    xPgBV~  
    g>sSS8R O  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) zQA`/&=Y  
    HDKbF/  
    07)yG:q*x  
    }Lv;!  
    6. 二维光栅结构的建模 8Y3I0S  
    5r_|yu  
    _U0f=m  
     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。 /bEAK-  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 $cR{o#  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 _6Ha  
    :LTN!jj  
    KG@8RtHsQ  
    V1?]|HTQcT  
    7. 偏振敏感光栅的分析 <Qq*p  
    oE~RyS X  
     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。 Tr|JYLwF  
     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) R4@6G&2d>  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 AEuG v}#  
    8. 利用参数优化器进行优化 q =Il|Nb>  
    ]~%6JJN7  
    $|@ r!/W  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 bfO=;S]b!  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 |'.  
     在该案例种，提出两个不同的目标： w:l"\Tm  
     #1:最佳的优化函数@193nm L(o15  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 yBRC*0+Vy  
    3[&Cg  
    9. 优化@193nm <1 pEwI~  
    J=L5=G7(  
    kR9-8I{J  
     初始参数： q9NoI(]e  
     光栅高度：80nm or]IZ2^n  
     占空比：40% rH>)oThA#  
     参数范围： [r-p]"R  
     光栅高度：50nm—150nm  p#[.{  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) *j-aXN/$  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 /@Zrq#o zx  
    tjnIN?YT  
    I0a<%;JJW  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 Kg$ Mx  
     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。 njw|JnDv  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 e|9 A716x  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 wAd9  
    Bj~+WwD)QR  
    10. 优化@193nm结果 X jX2]  
    L-\GHu~)  
    D-4f.Tq4#  
     优化结果： O~QB!<Q+  
     光栅高度：124.2nm _2nx^E(pd  
     占空比：31.6% 'QIqBU'~  
     Ex透过率：43.1% fX+O[j  
     偏振度：50.0 L6LZC2N+2  
    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。
    4&f3%eTi  
    KdlQ!5(?X  
     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。 ;GhNKPY  
     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。 yZ`wfj$Jj  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 -(#iIgmP  
    }{"fJ3] c^  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 A9JdU&  
    PT9*)9<L  
    :eg4z )  
     初始参数： @R  6@]Dm  
     光栅高度：80nm Lxk[;j+  
     占空比：40% e$pV%5=  
     参数范围： X$pJ :M{F$  
     光栅高度：50nm—150nm L:8q8i  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) W];dD$Oqg  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% V!dtF,tH  
    x=jK:3BF  
    `#gie$B{  
     优化结果： W T}H>T  
     光栅高度：101.8nm z~Q>V]a>;  
     占空比：20.9% 9M9?%N:ra  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） ,1##p77.  
     偏振对比度：50.0 l\?c}7k  
    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。 BCcjK6'  
    _,d~}_$`i  
    12. 结论 "}JZU!?  
    l$'wDhN*  
    • 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 +KEWP\r  
         (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。
    .% OR3"9@  
    N&V`K0FU  
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