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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 正序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    ?4:rP@  
    案例315（3.1） 7k>zuzRyF  
    Cq gJ  
    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。 CP +4k.)*O  
    Hr8\QgD<4  
    1. 线栅偏振片的原理 1sD~7KPg?  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 "s% 686Vz  
    ,`<]>;s  
    2. 建模任务 p[u4,  
    i9KTX%s5^  
    $;y1Q iel  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 ` %uK0qw"  
     偏振元件的重要特性： R^w}o,/  
     偏振对比度 .U<F6I:<md  
     透射率 D{>\-]\  
     效率一致性 NJ<N%hcjK  
     线格结构的应用(金属) D 0  
    #aa1<-&H  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    =m~ruZ/  
    >ZX|4U[$P  
    4. 建模任务：仿真参数 YtMlqF  
    )qmFK .;%  
    偏振片#1: |IAW{_9)U  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 k9 l^6#<?  
     高透过率(最大化) z<t>hzl 7  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) ^eobp.U  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) b]w[*<f?  
    偏振片#2: # J]~  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 $}db /hY*  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 r4EoJyt  
     光栅周期：100nm V7BsEw  
     光栅材料：钨 cg{Gc]'1#  
    >zFD $  
    5. 偏振片特性 zMr&1*CDX  
    Mo_$b8i  
     偏振对比度：(要求至少50:1) hl**zF  
    iyc$)"w  
    $]1qbE+  
    T RDxT  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) %uua_&#)  
    z#RuwB+  
    ).Q[!lly   
    8]HY. $E  
    6. 二维光栅结构的建模 pD[pTMG@$  
    (V!0'9c  
    p=vV4C:  
     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。 j-QGOuvW  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 [EER4@_  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 r,0@~;zA  
    cN5"i0xk  
    QAi1,+y]7w  
    I qx84  
    7. 偏振敏感光栅的分析 FD))'!>  
    1U'ZVJ5bpK  
     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。 UG #X/%p  
     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) *t]v}ZV*  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 zC#%6@P\  
    8. 利用参数优化器进行优化 6m@0;Ht  
    ]q&tQJ/Fa  
    EWO /u.z  
     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。 c@9##DPn  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 (Igu:=  
     在该案例种，提出两个不同的目标： z>p]/Sa  
     #1:最佳的优化函数@193nm \f<z*!,D$  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 cl_T F[n?  
    >4M<W4  
    9. 优化@193nm _Z$?^gn  
    Hr&Ere8.4p  
    6#vI;d[^  
     初始参数： A$:|Qd7F1  
     光栅高度：80nm lCHo+>\Z  
     占空比：40% ^o bC4(  
     参数范围： Fv A8T 2-v  
     光栅高度：50nm—150nm F<gMUDB  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) n$xszuNJ`  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 c ;^A)_/  
    B$j' /e-Zk  
    Q vJZkGX  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 %4/xH 9  
     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。 [4: Yi{>  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 ]w-.|vx  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 ,_bp)-OG  
    .:N:pWe  
    10. 优化@193nm结果 r>O|L%xpv  
    *Dc@CmBr  
    j76%UG\Ga  
     优化结果： {mf.!Xev  
     光栅高度：124.2nm cWM:  
     占空比：31.6% YXRjx .srf  
     Ex透过率：43.1% o[^Q y(2~  
     偏振度：50.0 (0}j]p'w  
    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。
    z37Z %^  
    &(7$&Q  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 B!uxs  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 B:nK)"{  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 Yt*vqm[WV  
    U!Mf]3  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 mV;3ILO  
    lQ$+JX;n(y  
    `2e_ L  
     初始参数： gyFr"9';c  
     光栅高度：80nm !-,Ww[G>  
     占空比：40% x_W3sS]ej  
     参数范围： Wc\+x1:8  
     光栅高度：50nm—150nm #R<G,"N5  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) &F`L}#oL&  
     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% ^RDU p5,T  
    In+^V([u+_  
    KSsWjF}d  
     优化结果： RY<%'\A`~  
     光栅高度：101.8nm NWaO_sm  
     占空比：20.9% lRH0)5`  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） ;W~4L+e  
     偏振对比度：50.0 Vd<K4Tk  
    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。 ,Z5Fea  
    AAo0M/U'  
    12. 结论 u# 3)p  
    +o u Y  
    • 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 QoseS/  
         (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。
    #D0W7 a  
    `)2[ST  
     
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