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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
    ?.H*!u+9>  
    案例315（3.1） ?5D7n"jY  
    ()Z$j,2  
    该应用案例说明了两个不同紫外光谱偏振片的参数优化，紫外偏振片具有亚波长线栅结构。两个系统具有不同的功能，如193nm工作波长和以及在期望光谱范围内效率的一致性。 - U|4`{PP  
    U+z&jdnhDR  
    1. 线栅偏振片的原理 nHX@  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 hI yfF  
    cVMTT]cj1  
    2. 建模任务 7RZ7q@@fgh  
    ?w+T_EH  
    bYz:gbs]4|  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 Z,z^[Jz  
     偏振元件的重要特性： !Kis,e  
     偏振对比度 QB7<$Bp  
     透射率 F=#Wfl-o  
     效率一致性 f"Z2&Y@  
     线格结构的应用(金属) '"&?u8u)  
    b#F3,T__`Y  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    8dv1#F|  
    8[k-8h|  
    4. 建模任务：仿真参数 86i =N _  
    bFpwq#PDW>  
    偏振片#1:  :JlJB  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 LakP'P6`E  
     高透过率(最大化) ? DPL7  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) pd|s7  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) yC -4wn*  
    偏振片#2: h(9K7  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 <K43f#%  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 > ,[(icyzn  
     光栅周期：100nm T|u)5ww%  
     光栅材料：钨 r`=d4dK-  
    m4EkL  
    5. 偏振片特性 30<^0J.1  
    S&a 44i  
     偏振对比度：(要求至少50:1) 8WAg{lVs  
    vm(% u!_P  
    TPrwC~\B/  
    P6MT[  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) +2vcUy  
    ]8RcZn  
    P^ a$?  
    H)5]K9D  
    6. 二维光栅结构的建模 +=||c \'  
    BUtXHD  
    !Ed';yfz\(  
     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。 LB>!%Vx  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 ? xy~N?N  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 N(D_*% 96  
    |[*b[O 1W  
    /V,:gLpQ  
    y'(;!5w  
    7. 偏振敏感光栅的分析 k}/0B  
    8^O|Aa$IF:  
     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。 Ef#%4ky  
     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) lO:[^l?F  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 2 Y%$6NX  
    8. 利用参数优化器进行优化 SA'  zy45  
    8NpQ"0X  
    %KqXtc`O  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 5)0R:  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 w* v%S   
     在该案例种，提出两个不同的目标： hEDj"`Px  
     #1:最佳的优化函数@193nm PQ1\b-I  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 5=l Ava#  
    cBU>/ zIp  
    9. 优化@193nm lrK5q  
    n:HF&j4C,  
    kYx|`-PA<r  
     初始参数： |ONkRxr@!  
     光栅高度：80nm |06G)r&  
     占空比：40% Fe8xOo6  
     参数范围： A07FjT5w8  
     光栅高度：50nm—150nm i: 1V\q%  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) oveW)~4  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 k{uc%6s  
    s<n5^Vxy  
    :h"Y>1P  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 L[D}pL=  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 nXXyX[c4e  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 {,,w5/k^  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 evq *&.6\  
    p^NYJV  
    10. 优化@193nm结果 #VtlXr>G  
    Jgb{Tl:r  
    {l! [{  
     优化结果： Sa6}xe."M,  
     光栅高度：124.2nm .Q4EmpByCg  
     占空比：31.6% >{V]q*[/;Q  
     Ex透过率：43.1% BoXQBcG]w  
     偏振度：50.0 !'MZeiLP  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    yPKeatH]  
    v:eVK!O  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 xrp%b1Sy  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 ! p458~|  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 [T.kwQf4$  
    +!CG'qyN>  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 c=h{^![$  
    [{L4~(uU8  
    UJ2Tj+  
     初始参数： X^7bOFWE  
     光栅高度：80nm }hhDJ_I5M  
     占空比：40% Kb#py6  
     参数范围： ]& jXD=a"  
     光栅高度：50nm—150nm `#E1FB2M  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) PohG y  
     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% hVd% jU:  
    /V^Gn;  
    8N'[ )Jw  
     优化结果： D`V03}\-  
     光栅高度：101.8nm 9Y3_.qa(.  
     占空比：20.9% glm29hF  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） M1-n  
     偏振对比度：50.0 Tm 6<^5t  
    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。 "l"zbW WOH  
     km|;T!  
    12. 结论 c R*D)'/tl  
    :dc>\kUIv  
    • 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 =]K;"  
         (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。
    nn5tOV}QE  
    KY~p>Jmh  
     
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