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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
    MT3TWWtZ:  
    案例315（3.1） %77X/%.Y  
    >Av[`1a2F  
    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。 Jfe<$-$$7  
    *}@zxFe +  
    1. 线栅偏振片的原理 :|5 \XV)>  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 eF06B'uL  
    j{`C|zg  
    2. 建模任务 "J_#6q*  
    PL}c1Ud  
    C@ns`Eh8w  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 nRSiW*;R  
     偏振元件的重要特性： ~x #RIt  
     偏振对比度 wr~Ydmsf  
     透射率 xl]1{$1M  
     效率一致性 "dItv#<:}  
     线格结构的应用(金属) !4 =]@eFk  
    K8?]&.!  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    ALO0yc  
    ]E:K8E  
    4. 建模任务：仿真参数 :MFF*1  
    5dNM:1VoE  
    偏振片#1: o]jPG  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 cN&]JS,  
     高透过率(最大化) >Hd0l L  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) 6]D%|R,Q#}  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) 4[P]+Z5b+  
    偏振片#2: +! F+m V9  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 ^F?}MY>  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 1OOMqFn}L  
     光栅周期：100nm )zK6>-KWA  
     光栅材料：钨 i*\\j1mf  
    ;J&p17~T9  
    5. 偏振片特性 CwL8-z0 Jn  
    Al0ls  
     偏振对比度：(要求至少50:1) tF&g3)D:NV  
    K K_  
    _s%;GWj  
    Q/2(qD; u  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) |vUjoa'.7E  
    QO;OeMQv%  
    1I#]OY#>  
    _Xe" +  
    6. 二维光栅结构的建模 -L6YLe%w  
    [zw0'-h.  
    \YZ7  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 1<(('H  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 qZwqnH  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 y~Ts9AE  
    B_3:.1>"BM  
    R<eD)+  
    ;+3XDz v  
    7. 偏振敏感光栅的分析 H~ `JAplr  
    W3M1> (  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 XN Gw@$  
     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) _B6W:k|-7l  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 DN0`vl{*  
    8. 利用参数优化器进行优化 (/;<K$u*h  
    !$Whftg  
    ar[I| Q_  
     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。 M8y:FDX  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 TYH4r q &  
     在该案例种，提出两个不同的目标： kwAL] kI  
     #1:最佳的优化函数@193nm d [f,Nu'  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 /YrBnccqD  
    9,J^tN@^  
    9. 优化@193nm ui .riD[,O  
    ?"Ec#,~  
    $O[$<D%H  
     初始参数： $s S;#r0  
     光栅高度：80nm Ucqn 3&  
     占空比：40% *I<L1g%9d  
     参数范围： 69iY)Ob/  
     光栅高度：50nm—150nm l+XTn;cS  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) =#so[Pd  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 VNT*@^O_=  
    [~Vj(H=KwI  
    m3']/}xHO  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 sBq6,Iu  
     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。 m#Dae\w&  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 'i;/?'!W6  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 W&Xm_T[ Q  
    $GJuS^@%  
    10. 优化@193nm结果 duq(K9S  
    <_>xkQbn2  
    jxdX7aik  
     优化结果： >[r,X$]  
     光栅高度：124.2nm r- 8fvBZ5  
     占空比：31.6% m/bP`-/,  
     Ex透过率：43.1% w,!IvDCAw  
     偏振度：50.0 Qk[YF  
    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。
    yR$ld.[uf  
    z~($ "  
     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。 g 5@P  
     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。 (kmrWx= $  
     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。 -PiakX  
    2kkqPBc_  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 y}*J_7-  
    i}=n6  
    k; (r:k^  
     初始参数： svRYdInBNu  
     光栅高度：80nm }l<:^lX  
     占空比：40% ]WvV*FL9D3  
     参数范围： +aZcA#%  
     光栅高度：50nm—150nm K:L_y 1!T  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) H~<w*[uT  
     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% w<SFs#Z  
    KbGz3O'u  
    OVUJiBp  
     优化结果： ;km^ OO$  
     光栅高度：101.8nm h1Nd1h@-   
     占空比：20.9% :um]a70  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） $i|d=D&t  
     偏振对比度：50.0 B*OBXN>'P  
    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。 F S!D  
    oYAHyCkVq  
    12. 结论 | {Tq/  
    t|?eNKVV9'  
    • 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 HB*H%>L{"B  
         (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。
    FSD~Q&9&  
    bc]SY =  
     
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