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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
    1 Uup.(  
    案例315（3.1） S]3CRJU3`  
    5 `1  
    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。 fkI 5~Y|  
    >/ay'EyY;>  
    1. 线栅偏振片的原理 `W86]ut[  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 GDSV:]hL  
    !hVbx#bXl  
    2. 建模任务 [IAUJ09>I  
    ?NwrdcQ  
    A8f.h5~9  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 (MLcA\LJ  
     偏振元件的重要特性： g8O6 b  
     偏振对比度 y#Dh)~|k  
     透射率 "t^v;?4  
     效率一致性 t7byOMC  
     线格结构的应用(金属) 1.14tS-}[4  
    nI6 gd%C  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    {+9RJmZg  
    z Rna=h!  
    4. 建模任务：仿真参数 xhP~]akHN7  
    P<g(i 6]  
    偏振片#1: 0&s6PS%  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 i#-v4g  
     高透过率(最大化) 8m"k3:e^  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) k6CXuU  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) /\%<VBx ?q  
    偏振片#2: C*mVM!D);!  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 F! !HwI  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 AW5iwq6p  
     光栅周期：100nm t5{P'v9J  
     光栅材料：钨 t@!n?j I  
    JmCMFq B9  
    5. 偏振片特性 vH+g*A0S<  
    {KgA V  
     偏振对比度：(要求至少50:1) BwT[SI<Sg  
    IV,4BQ$  
    i}vJI}S.$  
    ujV{AF`JfB  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ?4':~;~  
    N|DfE{,  
    8e?/LA%MU  
    =Pv_,%  
    6. 二维光栅结构的建模 D|q~n)TW5  
    CNN9a7  
    ny{C,1QG  
     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。 s70Z&3A  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 ) lUS'I  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 (H_dZL  
    [NSslVr  
    [[|#}D:L  
    -,")GA+[7  
    7. 偏振敏感光栅的分析 yz68g?"  
    2iNLm6"  
     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。 {JfQQP&FV  
     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) vh\i ^  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 -m@c{&r  
    8. 利用参数优化器进行优化 c~hH 7/v  
    m[}P  
    G|,&V0*  
     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。 |2do8z  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 gBqDx|G  
     在该案例种，提出两个不同的目标： uZ?P{E,K  
     #1:最佳的优化函数@193nm _*~F1% d  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 g@#he95 }  
    ox&5} &\  
    9. 优化@193nm R&cT Md  
    )M0`dy{1  
    PIH\*2\/  
     初始参数： +0Q   
     光栅高度：80nm \dHqCQ  
     占空比：40% =7V4{|ESfy  
     参数范围： kgo#JY-4  
     光栅高度：50nm—150nm J2qsZ  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ndD>Oc}"3  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 `Moo WG  
    b^HDN(v  
    <);q,|eh2  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 +;W%v7 %<  
     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。 <)ZQRE@  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 ^{"i eVn  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 U =J5lo  
    ZuGSRGX'  
    10. 优化@193nm结果 cH&)Iz`f  
    CmB_g?K  
    +Q+O$-a <  
     优化结果： "5N4 of 8  
     光栅高度：124.2nm 65aYH4"  
     占空比：31.6% 4r$#-  
     Ex透过率：43.1% Xy(QK2|  
     偏振度：50.0 OH@"]Nc~  
    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。
    !l*A3qA  
    |!(8c>]Bo  
     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。 $^Xxn.B9  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 &6\&McmkX  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 s:_hsmc"  
    W|2^yO,dX  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 *fm?"0M5  
    Qm[((6}  
    p&Qb&nWk<  
     初始参数： Kyh6QA^  
     光栅高度：80nm  ,t 2CQ  
     占空比：40% tz]0F5  
     参数范围： QjLU@?&  
     光栅高度：50nm—150nm \ZRII<k5)  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 1t e^dh:Vp  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% JM;bNW8  
    !IOmJpl'  
    }#1.$a  
     优化结果： wwl,F=| Y  
     光栅高度：101.8nm )FwOg;=3M"  
     占空比：20.9% ftY&Q#[  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） D:9^^uVp  
     偏振对比度：50.0 b_Y+XXb<  
    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。 a >fA-@  
    .Vt|;P}  
    12. 结论 F,_cci`p  
    DAq H  
    • 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 u8 k^\Do  
         (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。
    ;d<XcpK}  
    *{?2M6Z  
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