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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
    r)t-_p37  
    案例315（3.1） x\XOtjJr  
    5},kXXN{+  
    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。 V\><6v  
    ID v|i.q3  
    1. 线栅偏振片的原理 !F*CEcB  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 ~Aq$GH4  
    E?P:!V=_  
    2. 建模任务 yE),GJ-m\<  
    GGwHz]1L  
    h/F,D_O>ZO  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 wpPCkfPyL  
     偏振元件的重要特性： MDKiwT@#  
     偏振对比度 o.H(&ex|  
     透射率 '@+a]kCMev  
     效率一致性 8a4&}^|  
     线格结构的应用(金属) #AUz.WHD  
    |#!P!p}  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    vy330SQPo  
    HGRH9W  
    4. 建模任务：仿真参数 cH%#qE3  
    -{XXU)Z  
    偏振片#1: KFMEY\6\h  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 A `n:q;my  
     高透过率(最大化) O(QJiS  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) m2$Qp{C6H  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) i^'Uod0d.  
    偏振片#2: UN*XLHio  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 j8ebVq  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 *b0f)y3RV  
     光栅周期：100nm d4zqLD$A  
     光栅材料：钨 wm r8[n&c  
    _~E&?zR2>"  
    5. 偏振片特性 C6C7*ks  
    O.8{c;  
     偏振对比度：(要求至少50:1) hd}"%9p  
    M%8:  
    7o]p0iLej  
    (7g1eEK%  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) u*$ 1e  
    ?0VLx,kp  
    m mj6YQ0a  
    i`1QR@11  
    6. 二维光栅结构的建模 j.@TPf*  
    _ %HyXd  
    CL$mK5u  
     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。 `)W}4itm  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 Dab1^H!KT  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 &v^LxLt+s  
    ei8OLcw:x  
    $iA`_H`W  
    kEQ${F{  
    7. 偏振敏感光栅的分析 R3$K[Lv,  
    y^oSVj  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 e>kw>%3bl9  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) \5%T'S@5  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 C9q`x2  
    8. 利用参数优化器进行优化 (Js'(tBhiU  
    hfGA7P"  
    8L?35[]e  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 dB`YvKr#  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 &zF1&J58z  
     在该案例种，提出两个不同的目标： 2EOt.4cP  
     #1:最佳的优化函数@193nm EnrRnVB  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 oh5fNx  
    {qm(Z+wcmb  
    9. 优化@193nm l\yFx  
    :LL>C)(f  
    ^6~CA  
     初始参数： S) [`Bm  
     光栅高度：80nm a"{tqNc  
     占空比：40%  [;D4,@A  
     参数范围： m.MOn3n]  
     光栅高度：50nm—150nm V$wf;v0d(  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) }Jgz#d  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 ipEsR/O  
    <8Qa"<4f;  
    $b#"Rv  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 +[JGi"ca  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 5vL]Y)l  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 {O6f1LuH  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 Rp)82- .  
    33\{S$p  
    10. 优化@193nm结果 ,2)LH 'Xx  
    aT#R#7<Eg  
    a`CsLBv&  
     优化结果： ()vxTTa  
     光栅高度：124.2nm P'Jw:)k(  
     占空比：31.6% "6n~, $  
     Ex透过率：43.1% ~_SV `io  
     偏振度：50.0 KX9+*YY,  
    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。
    ;""V s6  
    5isejR{r  
     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<as@X  
     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。 "qb3\0O  
     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。 ,k/*f+t  
    EpeTfD  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 j]6j!.1  
    5-}4jwk  
    " 7RQrz  
     初始参数： L&lNpMT  
     光栅高度：80nm 5>7ECe*  
     占空比：40% O~B iqm  
     参数范围： \{n]&IjA  
     光栅高度：50nm—150nm )5Kzq6.  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) B5!$5 Qc  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% L^)&"6oSa  
    Fy<dk}@  
    =_8  
     优化结果： :a3Pnq$]E  
     光栅高度：101.8nm JcZs\ fl9  
     占空比：20.9% j%b/1@I  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） @q2Yka  
     偏振对比度：50.0 ZYrXav<  
    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。 W z3y+I/&  
    B[Uvj~g  
    12. 结论 F`U%xn,  
    &D uvy#J  
    • 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 R1X9  
         (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。
    _I~W!8&w>  
    ]E88zWDY`  
     
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