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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
    0Ad ~!Y+1  
    案例315（3.1）  ;Z q~w  
    mrC+J*  
    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。 H 1D;:n  
    G\+nWvV7  
    1. 线栅偏振片的原理 "-n%874IT  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 E)O|16f|>  
    9I\3T6&tr  
    2. 建模任务 | NU0tct^  
    .Sr:"SrT  
    x"8ey|@&,  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 paNw5] -  
     偏振元件的重要特性： Ke?gz:9j  
     偏振对比度 e4Ox`gLa*p  
     透射率 2-V)>98  
     效率一致性 XLmMK{gs  
     线格结构的应用(金属) !049K!rP{  
    eq~c  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    [Hj'nA^  
    iEpq*Qj  
    4. 建模任务：仿真参数 R==cz^#  
    %Lp7@  
    偏振片#1:  l}0V+  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 [DxefYyI  
     高透过率(最大化) akhL\-d)al  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) zZ9<4"CIk  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) hO/5>Zv?  
    偏振片#2: gXu^"  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 }11`98>B6:  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 PDt<lJU+X  
     光栅周期：100nm vV.~76AD5  
     光栅材料：钨 r)p2'+}pV  
    BY*2yp}7  
    5. 偏振片特性 Dk`4bYK  
    V(2,\+t  
     偏振对比度：(要求至少50:1) `(,*IK a  
    ,MM>cOQ  
    ;4G\]%c)E{  
    >&;>PZBPCO  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) +`*qlP;  
    ojx'g8yO  
    ;tp]^iB#  
    @0z0m;8  
    6. 二维光栅结构的建模 ?+n&hHRg  
    5@czK*5  
    j/H>0^  
     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。 Kx- s0cw  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 GsIwY {d  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 1l+kO,X]  
    {N!E5*$Tr  
    m_m8c8{Y  
    rFmKmV  
    7. 偏振敏感光栅的分析 StU  4{  
    =#i4MXRZ{  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 X,TTM,1w  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) u>}w-  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 o_Jn_3=  
    8. 利用参数优化器进行优化 lt{lpH  
    Y=vVxVI\  
     R"U/RS  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 sI&i{D  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 ~u /aOd  
     在该案例种，提出两个不同的目标： s\'y-UITi1  
     #1:最佳的优化函数@193nm `DLp<_z>  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 7/H^<%;y  
    )jyq{Jb  
    9. 优化@193nm iHAU|`'N)  
    m'cz5mcD  
    Rx6l|'e  
     初始参数：  hv+|s(  
     光栅高度：80nm b?_e+:\UV  
     占空比：40% BBHK  
     参数范围： Deg!<[Nw  
     光栅高度：50nm—150nm l0gY~T/#3  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) O 'k+7y  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 T@TIz z  
    q0,kDM66   
    ))7LE|1l  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 4k8*E5cx  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 q7X}MAW  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 G' Blp  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 I2f?xJ2/Z  
    qysTjGwa]  
    10. 优化@193nm结果  _e%dM  
    ]@v}y&  
    &+ KyPY+  
     优化结果： XC[]E)8  
     光栅高度：124.2nm Btj#EoSI_  
     占空比：31.6% &&=[Ivv  
     Ex透过率：43.1% dj'm, k b  
     偏振度：50.0 TG}d3ZU !  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    @;vNX*-J  
    '77~{jy  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 -?s&pKi  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 *LANGQ"2(i  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 ~+yZfOcw  
    *G9sy_  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 5%*w<6<_z  
    @@I7$*  
    <,"4k&0Q>V  
     初始参数： zh\p  
     光栅高度：80nm M=OCz gj  
     占空比：40% 8S\RN&T$  
     参数范围： E<tK4?i"  
     光栅高度：50nm—150nm f-Jbs`(+  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ,7W:fwdR  
     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% "#yJHsu]  
    E@-ta):  
    ^$v3eKA  
     优化结果： )VSwT x&  
     光栅高度：101.8nm NYwR2oX  
     占空比：20.9% X'f.Q  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） UiH!Dl}<  
     偏振对比度：50.0 A4.4Dji,x  
    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。 {:Aw_z:'  
    Y34/+Fi  
    12. 结论 <3 TA>Dz  
    Xa," 'r  
    • 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 "g>.{E5  
         (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。
    fH\X  
    {o0qUX>[  
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