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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 正序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    a Fh9B\n  
    案例315（3.1） c1ga{c`Z  
     Y+d+  
    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。 C ^IPddw>  
    ikd1KF+I  
    1. 线栅偏振片的原理 eIDrN%3  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 0 :iR=S  
    wPE\?en  
    2. 建模任务 <da-iY\5  
    +^<s'  
    Te6cw+6  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 <rihi:4K  
     偏振元件的重要特性： \Ota~A  
     偏振对比度 Z g.La<#  
     透射率 d=nv61]  
     效率一致性 WR"?j 9y_q  
     线格结构的应用(金属) "Cz0r"N  
    Q2>o+G  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    a$=He   
    12VSzIm  
    4. 建模任务：仿真参数 Y'^+ KU  
    F$j?}  
    偏振片#1: aizJ&7(>  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 yU"lJ>Eh}}  
     高透过率(最大化) [xdi.6 %  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) gF>t+"+ x  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) *B)J(^M!q  
    偏振片#2: j4:Xel/  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 )Drif\FF)  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 FeT| Fh:L  
     光栅周期：100nm %Ze]6TP/><  
     光栅材料：钨 t-i\gq^  
    G,}"}v:  
    5. 偏振片特性 TCR|wi] kW  
    ffQm"s:P  
     偏振对比度：(要求至少50:1) ?j;,:n   
    n_{az{~  
    l*w*e.ezQ  
    udOdXz6K?  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) `]=0oDG:1!  
    G3o`\4p  
    @R_ON"h  
    g/ 4ipcG;N  
    6. 二维光栅结构的建模 CjGQ  
    3wMnTT"At  
    !C@+CZXLx  
     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。 mpNS}n6  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 \4KV9wm  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 VfFbZds8f  
    1+#E|YWJ  
    aH dQi,=z  
    Qd/x{a8  
    7. 偏振敏感光栅的分析 X4<Y5?&0  
    twox.@"U  
     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。 xE rAs}|  
     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) >qVSepK3  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 3T/&T`T+c  
    8. 利用参数优化器进行优化 )x<BeD  
    @R Jr ~y0  
    \hWac%#  
     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。 NX5$x/uz  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 p^1~o/  
     在该案例种，提出两个不同的目标： 2;K2|G7  
     #1:最佳的优化函数@193nm 3RF`F i  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 {DapXx  
    Us.k,  
    9. 优化@193nm CFUn1^?0  
    #;= sJ[m4  
    "d`u#YmR  
     初始参数： x!6<7s  
     光栅高度：80nm n1x"B>3  
     占空比：40% =ea.+  
     参数范围： p=m:^9/  
     光栅高度：50nm—150nm <Uc  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ?G<ISiABQC  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 +KaVvf  
    $AizKiV  
    F'-XAI <3  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 TPs ]n7]:  
     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。 iuA_ Jr  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 gquvVj1oT  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 k?rJGc G  
    1Ko4O)L]&  
    10. 优化@193nm结果 G)q;)n;*=  
    ~6K.5t7  
    M?AKJE j5  
     优化结果： 1IlOU|4  
     光栅高度：124.2nm eL<jA9cJ9  
     占空比：31.6% !b=W>5h  
     Ex透过率：43.1% X:lStO#5  
     偏振度：50.0 da i+"  
    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。
    F B:nkUR`  
    U^eos;:s8  
     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。 |+KwyHE`9  
     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。 '\GU(j  
     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。 $fB j}\o  
    2liJ^ `  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 2C1NDrS;}  
    nEPTTp+B  
    |?]doBm|  
     初始参数： z4~p(tl  
     光栅高度：80nm Y;'SD{On  
     占空比：40% WEJ-K<A(  
     参数范围： /2 hk9XM  
     光栅高度：50nm—150nm 5f MlOP_  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ]1pB7XL  
     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% AF8:bk,R  
    !!ma]pB,  
    oh@Ha?  
     优化结果： !Qf*d;wxn(  
     光栅高度：101.8nm =6+99<G|%M  
     占空比：20.9% pp@B]We  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） yn"4qC#Z  
     偏振对比度：50.0 AW E ab  
    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。 $7ix(WL<%  
    }'faf{W  
    12. 结论 nt+OaXe5D  
    i(OeE"YA  
    • 应用的偏振分析器可以评价偏振光栅与波长和角度的关系。(同样适用于极紫外光谱范围)
    • VirtualLab参数优化工具箱提供了不同的优化方式，用以改善提高光学元件的性能 l^$'6q"  
         (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。
    z [ 'G"yCi  
    =R~zD4{"  
     
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