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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
    <8i//HOE  
    案例315（3.1） mPK:R^RjG&  
    mh{d8<Q2  
    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。 4*#18<u5  
    \fr~  
    1. 线栅偏振片的原理 B =T'5&  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 Bz-c$me1  
    gHEu/8E  
    2. 建模任务 #n #}s  
    UiP"Ixg6  
    Apag{Z]^B  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 LTCb@L{^i  
     偏振元件的重要特性： bMu+TgAT,  
     偏振对比度 5iw<>9X*  
     透射率 @|m/djN5x  
     效率一致性 FP`b>E qOH  
     线格结构的应用(金属) v2\FA(BPn  
    _QE qk@ql  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    xY8$I6  
    N7QK> "a  
    4. 建模任务：仿真参数 w"|L:8  
     6f>{"'  
    偏振片#1: KVaiugQ   
     偏振对比度不小于50@193nm波长 =.U[$~3q%  
     高透过率(最大化) EIAc@$4  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) ^4hO  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) O`\;e>!t  
    偏振片#2: tBWrL{xLe  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 \<>ih)J@tt  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 b<ZIWfs  
     光栅周期：100nm u8g~  
     光栅材料：钨 JPUW6e07o  
    ^j7Vt2-  
    5. 偏振片特性 }W8;=$jr  
    )}(^, Fo c  
     偏振对比度：(要求至少50:1) .},'~NM]  
    3m)0z{n  
    \fd v]f  
    1D7 `YKI9h  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) /NFj(+&g+  
     _,0  
    LEf^cM=>  
    5`  ~JPt  
    6. 二维光栅结构的建模 n\'4  
    ] vsz, 0  
    At>DjKx]O  
     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。 T/~f~Zz  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 iB yf{I>+  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 Y('#jU  
    50wulGJud  
    [kB7@o  
    !hy-L_wL]  
    7. 偏振敏感光栅的分析 5 PJhEB  
    3M7/?TMw{6  
     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。 fOGFq1D  
     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) itP,\k7>d  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 qgHWUwr+n  
    8. 利用参数优化器进行优化  'KL0@l  
    *n ]GsOOn  
    @n /nH?L  
     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。 eJ-xsH*8  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 -3 *]G^y2  
     在该案例种，提出两个不同的目标： #q$HQ&k  
     #1:最佳的优化函数@193nm SHgN~ Um  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 FVbb2Y?R  
    pE0Sw}A:9  
    9. 优化@193nm _6hQ %hv8  
    #p&qUw  
    BwpqNQN  
     初始参数： b. '-?Nn  
     光栅高度：80nm ?e4YGOe.  
     占空比：40% _D&598xx  
     参数范围： -d/ =5yxL  
     光栅高度：50nm—150nm _J#zY- j  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) o5PO =AN  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 eC4[AX6e  
    o:'MpKm  
    & J'idYD  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 )2o?#8J  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 {dlXLx!B  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 f'RX6$}\1X  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。  |>^JRx  
    | YWD8 +  
    10. 优化@193nm结果 V1zmGy  
    {}przrU^c  
    RbnVL$c  
     优化结果： fTec  
     光栅高度：124.2nm jB2[(  
     占空比：31.6% #zs~," dRv  
     Ex透过率：43.1% ;igIZ$&  
     偏振度：50.0 h(dvZ= %  
    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/{!tx  
    ="H`V V_  
     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。 C{rcs'  
     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。 ? OM!+O  
     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。 .p[ux vp  
    9cF[seE"0  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 F)QDJE0  
    IEi^kJflU  
    K69'6?#  
     初始参数： .`eN8Dl1  
     光栅高度：80nm \}b%E'+_T  
     占空比：40% dZ@63a>>@  
     参数范围： YD6'#(  
     光栅高度：50nm—150nm FW4<5~'  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 6nvz8f3*r]  
     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% ouQ T  
    Lk8ek}o'  
    (L&d!$,Dv  
     优化结果： g! |kp?  
     光栅高度：101.8nm 0{D'n@veP  
     占空比：20.9% %tGO?JMkd  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） $U WZDD  
     偏振对比度：50.0 oG\Vxg*  
    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。 r,p%U!S<hV  
    S,UDezxg  
    12. 结论 "!^"[mX4  
    I\ob7X'Xu!  
    • 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 V 5mTP'  
         (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。
    CD~.z7,LC  
    Svmy(w~m  
     
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