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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
    :9`T.V<?  
    案例315（3.1） s~(iB{-  
    ^L1#  
    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。 &zYo   
    c{u~=24;%#  
    1. 线栅偏振片的原理 z@0*QZ.y 1  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 $}/ !mXI5  
    /WJ*ro]Hd$  
    2. 建模任务 WurpHOJt+  
    @*gm\sU4  
    a9GLFA8Vq  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 bNG;`VZ%  
     偏振元件的重要特性： iPxhDn<B  
     偏振对比度 bstc|8<  
     透射率 5Go&+|cvJ  
     效率一致性 Ppzd.=E  
     线格结构的应用(金属) \&p MF  
    8@|rB3J  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    *|RQ )  
    _/_1:ivY8  
    4. 建模任务：仿真参数 YEWHr>&Z  
    A qKl}8  
    偏振片#1: I9`R L Sn  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 w$cic  
     高透过率(最大化) =x4:jas  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) /QsFeH  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) 2>3gC_^go  
    偏振片#2: Xp=Y<`dX  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 w`vJE!4B  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 6.Nu[-?  
     光栅周期：100nm tZ]|3wp  
     光栅材料：钨 D@i,dPz5Zl  
    U3+{!}gn  
    5. 偏振片特性 .3%eSbt0  
    '|b {  
     偏振对比度：(要求至少50:1) $Gs&' y R  
    D@yg)$;z  
    ^IxT.g  
    _be*B+?2t  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) FKd5]am  
    \guZc}V]:\  
    Rla4XN=mf  
    66?!"w  
    6. 二维光栅结构的建模 {6v|d{V+e  
    "msCiqF{z  
    A / N$  
     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。 b'^OW  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 )>atoA  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 _dj< xPO  
    q!k  F  
    K h9$  
    ,epKt(vl  
    7. 偏振敏感光栅的分析 w| x=^  
    TR,,=3n  
     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。 C+Wb_  
     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) j=)Cyg3_%  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 t@1e9uR  
    8. 利用参数优化器进行优化 (}fbs/8\p  
    F_!6C-z  
    X-! yi  
     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。 0}qij  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 i+yqsYKO  
     在该案例种，提出两个不同的目标： cI4%z eR  
     #1:最佳的优化函数@193nm *$x/(!UE  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 f)q\RJA)X  
    )#MKOsOct  
    9. 优化@193nm ,~FyC_%*  
    #lQbMuR  
    ics  
     初始参数： $Trkow%F]  
     光栅高度：80nm k0?4vA  
     占空比：40% g# :|Mjgh  
     参数范围： -Q;5A;sr2  
     光栅高度：50nm—150nm ?L#C'Lz2+  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 2](R}  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 ]DdD FLM  
    MQ2gzKw>  
    gh}FZs5 P  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 M|FwYF^  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 YL&$cT]1  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 T1;yw1/m5\  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 ;C-5R U V  
    V;?_l?_  
    10. 优化@193nm结果 Z;XR%n8  
    %96JH YcX  
    OekcU% C  
     优化结果： n.67f  
     光栅高度：124.2nm m:/@DZ  
     占空比：31.6% &6,GX7]Fo  
     Ex透过率：43.1% dW<.  
     偏振度：50.0 DTN@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。
    A,MRK#1u  
    ;=hl!CB  
     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。 &529.>  
     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。 y<k-dbr  
     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。 =ALy.^J=  
    ,]~iIoTi  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 C;wN>HE  
    g GN[AqR  
    n<\^&_a  
     初始参数： Kom$i<O?48  
     光栅高度：80nm B8Jev\_  
     占空比：40% W+a>*#*  
     参数范围： 9+9}^B5@A  
     光栅高度：50nm—150nm I'BoP  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) BkA>':bUr  
     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% ag14omM-  
    v@`#!iu  
    6YrkS;_HS  
     优化结果： 6*kY7  
     光栅高度：101.8nm B c*Rn3i@  
     占空比：20.9% =]\,I'  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） sL~TV([6/  
     偏振对比度：50.0 }{:H0)H*  
    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。 J^pL_  
    c>!>D7:7  
    12. 结论 =bZ>>-<  
    Mmbb}(<  
    • 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 @8|-  C  
         (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。
    6"[`"~9'V  
    ;yY>SaQ  
     
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