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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
    }j1;0kb?  
    案例315（3.1） |5FEsts[  
    2Hx*kh2  
    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。 ;,TT!vea  
    d^$cx(2$D  
    1. 线栅偏振片的原理 "30=!k  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 Ekrpg^3qp"  
    }3XjP55  
    2. 建模任务 JUDZ_cGr  
    `LIlR8&@aX  
    ^tm2Duv  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 {[NQD3=+F  
     偏振元件的重要特性： 0{o 8-#  
     偏振对比度 wV$V X  
     透射率 e*( _Cvxp  
     效率一致性 9S'\&mRl  
     线格结构的应用(金属) {O!;cI~  
    T?u*ey~Tv  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    S*3$1BTl  
    2e ~RM2PQ  
    4. 建模任务：仿真参数 WwSyw?T  
    YWi Y[  
    偏振片#1: ahM? ;p  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 1_}k)(n  
     高透过率(最大化) {Y]3t9!\  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) u6\W"LW  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) !a'{gw  
    偏振片#2: rHjR 4q  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 }_Sgor83n  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 7#T@CKdUd  
     光栅周期：100nm 6ESS>I"su  
     光栅材料：钨 )MM(HS  
    iqXsD gkr  
    5. 偏振片特性 1tpt433  
    @(tuE  
     偏振对比度：(要求至少50:1) *nUa0Zg4q6  
    k}{K7,DM  
    [vCZD8"Y8  
    VK4"  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) < *{(>  
    1 7hXg"B  
    E|B1h!!\c  
    yucbEDO.  
    6. 二维光栅结构的建模 l {\@+m  
    Yg`z4 U'6~  
    RAEiIf!3  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 =Sn!'@%U]  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 K~z9b4a>  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 fbW#6:Y  
    *:,7 A9LY  
    &$NVEmW-J  
    3^AS8%qG  
    7. 偏振敏感光栅的分析 }EHmVPe  
    tZY(r {  
     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。 o"A%dC_  
     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) We#O' m  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 BhJ~jV"  
    8. 利用参数优化器进行优化 "PPn^{bYm  
    ldm=uW  
    rB%acTCz=[  
     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。 $f<Rj/`&  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 Ndx  ]5  
     在该案例种，提出两个不同的目标： %7rWebd-  
     #1:最佳的优化函数@193nm ?en%m|}0  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 [&FWR  
    x:Kca3pv_  
    9. 优化@193nm tpi63<N  
    l*yJU3PW  
    cB7=4:U  
     初始参数： yN~: 3  
     光栅高度：80nm Ey u?T  
     占空比：40% Ye_)~,{,p  
     参数范围：  p68) 0  
     光栅高度：50nm—150nm {N$G|bm]u<  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) rT ~qoA\  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 !g~xn2m$R  
    D|n`9yv a  
     _D(F[p|  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 |L7 `7!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。 MqI!i>  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 :U<`iJwY  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 YXa^jFp  
    DP*[t8  
    10. 优化@193nm结果 @&d/}Mx"t  
    (a1s~  
    z@biX  
     优化结果： Zcv1%hI  
     光栅高度：124.2nm hM(|d@)  
     占空比：31.6% 0=&Hm).  
     Ex透过率：43.1% /'p(X~X:l  
     偏振度：50.0 oO>mGl36H  
    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。
    fXBA P10#  
    -mG3#88*  
     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。 j#0@%d  
     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。 zrG&p Z  
     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。 N/mTG2'<  
    do%6P^ qA  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 $GYcZN&  
    F\Ex$:%~  
    /WB^h6qg  
     初始参数： 9=~"^dp54%  
     光栅高度：80nm ,Rk;*MEMJ  
     占空比：40% }^^X-_XT  
     参数范围： ; 7[5%xM  
     光栅高度：50nm—150nm tD.md _E  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ,D3?N2mB  
     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% gEMxK2MNXj  
    KZ pqbI Z  
    <|~X,g;f  
     优化结果： nWfOiw-t  
     光栅高度：101.8nm 9^<t0oY  
     占空比：20.9% lW1Al>dW<  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） 1RZhy_$\.  
     偏振对比度：50.0 )Y+n4UL3NK  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 _<|NVweFS  
    \m~ ?mg"#  
    12. 结论 UYn5Pix  
    [nB[]j<R*  
    • 应用的偏振分析器可以评价偏振光栅与波长和角度的关系。(同样适用于极紫外光谱范围)
    • VirtualLab参数优化工具箱提供了不同的优化方式，用以改善提高光学元件的性能 i<l_z&  
         (如Downhill-Simplex-algorithm)
    • 通过选择合适的评价函数(包括参数权重)可使优化更加合理化，并满足独立的要求。
    ;"$Wfy  
    k*d0ws#<l  
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