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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
    g8% &RG  
    案例315（3.1） 0'C1YvF  
    Ve; n}mJ?  
    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。 @RKryY)  
    (uE!+2C  
    1. 线栅偏振片的原理 }S-O& Z  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 _Y;W0Z  
    YU'E@t5  
    2. 建模任务  ZBp/sm  
    hRhe& ,v  
    d\8l`Krs[_  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 \_f(M|  
     偏振元件的重要特性： `M8i92V\qY  
     偏振对比度 )3EY;  
     透射率 w<(pl%  
     效率一致性 !Wnb|=j  
     线格结构的应用(金属) 2E'UZ m  
    8<Av@9 *}  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    j A%u 5V  
    2c*GuF9(0  
    4. 建模任务：仿真参数 |@d\S[~^G  
    lt8|9"9<  
    偏振片#1: (O3nL.  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 u^  ~W+  
     高透过率(最大化) EaN6^S=  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) 83#mB:^R  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) 4H&+dR I"  
    偏振片#2: ?6WY:Zec@  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 [{,1=AB  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 l]8uk^E  
     光栅周期：100nm T_4/C2  
     光栅材料：钨 wnC81$1l~  
    *$g-:ILRuZ  
    5. 偏振片特性 $>LQ6|XRu  
    oCz/HQoBk  
     偏振对比度：(要求至少50:1) aPL+=58r  
    $=4QO  
    FQ\h4` >B  
    cbTm'}R(G  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) <Q3c[ Y  
    >z@0.pN]7  
    +6+i!Sip  
    oUlVI*~ND  
    6. 二维光栅结构的建模 9G2FsM|,  
    SvF<p3  
    jmZI7?<z  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 a\*yZlXKs  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 =T7.~W  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 uwGc@xOgg,  
    Qo|\-y-#  
    GZIa 4A  
    X"%gQ.1|{j  
    7. 偏振敏感光栅的分析 CpT jJXb  
    Xsa].  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 ;Rl x D 4p  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) f3y=Wxk[  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 j#4kY R{  
    8. 利用参数优化器进行优化 2D5StCF$O  
    y?3; 06y|  
    do'GlU oMC  
     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。 FGzwhgy  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 G 01ON0  
     在该案例种，提出两个不同的目标： A@#E@ ;lm  
     #1:最佳的优化函数@193nm k+*u/neh  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 cH2K )~  
    2GG2jky{/  
    9. 优化@193nm 4^<?Wq~  
    MF'JeM;H  
    N?8!3&TiV  
     初始参数： #GFr`o0$^  
     光栅高度：80nm <1TAw.  
     占空比：40% &UFZS94@r  
     参数范围： *{5fq_  
     光栅高度：50nm—150nm uPvEwq* C  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) +lTq^4  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 |Y.?_lC  
    ;hq\  
    );YDtGip J  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 :Hbv)tS\3w  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 yB!dp;gM{  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 |w3M7;~eF  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 m]&SNz=  
    3XNCAb2  
    10. 优化@193nm结果 3OB"#Ap8<  
    /$%%s=@IL  
    nJ;.Td  
     优化结果： izR"+v  
     光栅高度：124.2nm x?<FJ"8"k  
     占空比：31.6% FP>2C9:d  
     Ex透过率：43.1% |uJ%5y#  
     偏振度：50.0 ~V6D<  
    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。
    0"SU_j Qzv  
    ?V=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。 RM/ 0A|  
     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。 ?q [T  
     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。 TcoB,Kdce  
    cz$2R  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 q.}CU.dp  
    2Khv>#l  
    ee=D1qNu;  
     初始参数： |':{lH6+1  
     光栅高度：80nm _e2=ado  
     占空比：40% d_P` qA  
     参数范围： r mOj  
     光栅高度：50nm—150nm ;FEqe 49  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) z@j8lv2j1  
     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% eJX#@`K  
    SS2%q v  
    @}ZVtrz  
     优化结果： '<uq3?5  
     光栅高度：101.8nm y)<q /  
     占空比：20.9% R|Q?KCI&  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） phz&zl D  
     偏振对比度：50.0 `H+ lPM66  
    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。 & nK<:^n  
    P2nu;I_ &  
    12. 结论 2Z%O7V~u  
    S|}L&A  
    • 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 Ea=P2:3*  
         (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。
    t`QENXA}  
    %jM,W}2  
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