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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
    MX )mm^A  
    案例315（3.1） !+(c/ gwBh  
    p`I[3/$3  
    该应用案例说明了两个不同紫外光谱偏振片的参数优化，紫外偏振片具有亚波长线栅结构。两个系统具有不同的功能，如193nm工作波长和以及在期望光谱范围内效率的一致性。 <<M1:1  
    5"WI^"6b:  
    1. 线栅偏振片的原理 GnFm*L  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 3"O&IY<  
    \M U-D,@  
    2. 建模任务 aT_%G&.  
    UrRYK-g  
    E gD$A!6N8  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 Mc@_[q!xY?  
     偏振元件的重要特性： j' }4ZwEh  
     偏振对比度 pAtt=R,Ht  
     透射率 3o^~6A  
     效率一致性 B"Hz)-MW  
     线格结构的应用(金属) ZTg[}+0e  
    57jDsQAj  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    N# <X"&-_#  
    o#\c:D*k  
    4. 建模任务：仿真参数 Q u_=K_W  
    m>{I>:sq  
    偏振片#1: n3" @E<rW  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 `P/87=h  
     高透过率(最大化) w/, A@fLL  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) *ORa@ x  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) [U@ ;EeS  
    偏振片#2: ZU68\cL  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 <0btwsv}  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 vtw97G  
     光栅周期：100nm k!0vpps  
     光栅材料：钨 @>q4hYF  
    .Mxt F\  
    5. 偏振片特性 8'-E>+L   
    "BA&  
     偏振对比度：(要求至少50:1) fi  
    Xk?Y  
    5h [<!f=  
    )u=46EU_  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) U]PsL3:  
    ?W\KIp \Kn  
    v`\CzT  
    5 D[`nU}  
    6. 二维光栅结构的建模 L~!Lq4]V\g  
    ,Yu2K`  
    Q;k D Jo  
     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。 (vPE?^}b  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 30{+gYA  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 bo &QKK  
    T!1Np'12zF  
    nn8uFISb  
    ekCt1^5Y  
    7. 偏振敏感光栅的分析 G7k.YtW  
    :a*F>S!  
     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。 ow7*HN*  
     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) 49Hgq/uO  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 asL!@YE  
    8. 利用参数优化器进行优化 5 J 7XVe>  
    =zRjb>  
    l'RuzBQr  
     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。 b8h6fB:2  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 ch)#NHZ9F  
     在该案例种，提出两个不同的目标： b4CXif  
     #1:最佳的优化函数@193nm = /kT|  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 LDbo=w  
    P,bis7X.  
    9. 优化@193nm q) !G5j3  
    )AXa.y  
    ,A9{x\1!  
     初始参数： t]6 4=  
     光栅高度：80nm S~\u]j^%y  
     占空比：40% eo<=Q|nI&  
     参数范围： / jN &VpDG  
     光栅高度：50nm—150nm mU;\,96#  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) `r+`vJ$  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 e$4l[&kH_  
    kjRL|qx`a;  
    ;|.IUXEgcF  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 @\Yu?_a  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 T;pe7"  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 k7=mxXF  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 .xg, j{%(  
    p2j=73$  
    10. 优化@193nm结果 TN.&FDqC9  
    D1~3 3;  
    KTjf2/  
     优化结果： L7B(abT9e  
     光栅高度：124.2nm PHqIfH [  
     占空比：31.6% JDm7iJxc_  
     Ex透过率：43.1% NplkhgSj  
     偏振度：50.0 S*a_  
    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。
    K2ry@haN  
    pd oCV  
     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。 8EAkM*D w  
     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。 _.BX#BIF  
     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。 #3((f[  
    8\rHSsP  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 `YPNVm<3)  
    J@Qw6J  
    ]`}R,'P  
     初始参数： &&($LnyA]  
     光栅高度：80nm j~`rc2n%  
     占空比：40% ZH=oQV)6  
     参数范围： Hbi2amfBu  
     光栅高度：50nm—150nm /@f3|L<1@V  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ntEf-x<  
     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% '>"-e'1m(  
    ^r0mx{i&  
    (ZHEPN  
     优化结果： &HYs^|ydrr  
     光栅高度：101.8nm "P {T]  
     占空比：20.9% EFS2 zU  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） O)9{qU:[b  
     偏振对比度：50.0 VU 8 ~hF  
    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。 tJ@5E^'4  
    K;#9: Z^+  
    12. 结论 06~HVv  
    'U3+'du^8  
    • 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 oN " /w~  
         (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。
    i;8tA !  
    m\?H < o0  
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