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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
    `@XehSQ  
    案例315（3.1） %Q~CB7ILK  
    tsv$r$Se  
    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。 %|+E48  
    yZ3nRiuRT  
    1. 线栅偏振片的原理 8omC%a}9m  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 Oy_c  
    H l<$a"K7\  
    2. 建模任务 Ik~1:D]f  
    M_|> kp  
    Ns=AjhLc z  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 ,}J_:\j  
     偏振元件的重要特性： gQouOjfP  
     偏振对比度 ; Lql_1  
     透射率 \ZH&LPAY  
     效率一致性 b$- e\XB!  
     线格结构的应用(金属) Tlodn7%",  
    JhX=l-?  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    o2uj =Gnx  
    RU&_j* U  
    4. 建模任务：仿真参数 jd:B \%#![  
    P8I*dvu _  
    偏振片#1: Y*LaBxt Q  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 qf8[!5GM  
     高透过率(最大化) #YK5WTn5  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) ~?U*6P)o  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) kWW w<cA  
    偏振片#2: Em^ (  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 CxF-Z7 '  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 ll<NIdf\r  
     光栅周期：100nm ||eAE)  
     光栅材料：钨 7r 0,> 3"  
    jH *)%n5,\  
    5. 偏振片特性 k6**u  
    ^b-18 ~s  
     偏振对比度：(要求至少50:1) kXc25y'blP  
    EKZVF`L  
    Z|* !y]We  
    vkcRm`.  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) n(vDytrj;  
    \2kPq>hu  
    B'weok  
    !GK$[9  
    6. 二维光栅结构的建模 r\M9_s8  
    .EP6oKA  
    >e&:`2%.  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 m~`>`4  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 ,mFsM!|  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 ;4#D,zlO^  
    3,eIB(  
    [L~@uAMw:  
    0$P/jt  
    7. 偏振敏感光栅的分析 #kmh:P  
    lU2c_4  
     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。 1np^(['ih  
     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) \\4Eh2 Y  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 l{WjDed  
    8. 利用参数优化器进行优化 yL1bS|@  
    nU z7|y  
    :@3Wg3N  
     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。 rOfK~g,X  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 W WG /k17  
     在该案例种，提出两个不同的目标： T-" I9kM  
     #1:最佳的优化函数@193nm pchBvly+0  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 1|Q vN1?  
    .ln8|;%  
    9. 优化@193nm &h~aChJ  
    2>PH 8  
    eE]hy'{d<  
     初始参数： +M\8>/0oA  
     光栅高度：80nm bKbp?-]  
     占空比：40% vS?odqi#n  
     参数范围： LM l~yqM  
     光栅高度：50nm—150nm E^Gg '1  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) SZ!=`a]  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 -_^c6!i  
    ;</Lf=+Vm  
    XhW %,/<  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 )j&"%[2F  
     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。 H{G{H=K_  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 _}Ps(_5D  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 6[dur'x  
    GG6% bF  
    10. 优化@193nm结果 yJ2B3i@T 4  
    E;(Rm>lB  
    m7|RD]q&  
     优化结果： 8<#U9]  
     光栅高度：124.2nm 3:CO{=`\7B  
     占空比：31.6% W?RE'QV8  
     Ex透过率：43.1% tiaR4PB  
     偏振度：50.0 nKh&-E   
    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。
    NucM+r1P  
    \FzM4-  
     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。 & eZfQ27$  
     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。 2%UBw SiqR  
     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。 +5p{5 q(o  
    : mGAt[Cc  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 _D!g4"  
    )ZR+lX }  
    ^>$P)=O:v  
     初始参数： I=Zx"'Um  
     光栅高度：80nm 6j9)/H P  
     占空比：40% pK&I^r   
     参数范围： [J#1Ff;  
     光栅高度：50nm—150nm H=MCjh&$q  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) (k"_># %  
     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% &<x@1,  
    b\55,La  
    qoU3"8  
     优化结果： 30cd| S?  
     光栅高度：101.8nm MBr:?PE7  
     占空比：20.9% $ 0Yh!L?\  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） Es5p}uh.[Y  
     偏振对比度：50.0 ]`=X'fED  
    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。 {U!uVQC'  
    _%@=Uc6V  
    12. 结论 =!MY4&YX  
    :Ao!ls' =  
    • 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 Wsj=!Obc  
         (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。
    3K0tC=  
    )9nElb2  
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