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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
    '#yqw%  
    案例315（3.1） O PzudO  
    _  xym  
    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。 78{9@\e"0  
    2Mk;r*FT  
    1. 线栅偏振片的原理 ?QmtZG.$  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 Lu {/"&)  
    \I:27:iAL  
    2. 建模任务 ]E-3/r$_cO  
    :Fm*WqZu  
    cE:s\hG  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 5q*s_acQ  
     偏振元件的重要特性： QRvyaV  
     偏振对比度 >I0;MNX  
     透射率 aPzn4}~/_  
     效率一致性 \c<;!vkZ04  
     线格结构的应用(金属) _]33Ht9  
    xh bN=L  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    o5p{ O>D[z  
    u 3#+fn_  
    4. 建模任务：仿真参数 (BPO*'  
    \H bZ~I-  
    偏振片#1: EYn?YiVFU  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 >t)Pcf|s  
     高透过率(最大化) r}&&e BY f  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) I]` RvT  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) s2"`j-iQ  
    偏振片#2: [:.wCG5  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 {N>ju  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 e2v`  
     光栅周期：100nm J/'Fj?  
     光栅材料：钨 X+ITW#  
    pDZewb&cA  
    5. 偏振片特性 bwzx_F/  
    <wk  
     偏振对比度：(要求至少50:1) [:{ FR2*x  
    t*9 gusmG  
    9:4S[mz/hD  
    !Pw*p*z  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ",3v%$ >  
    ?/OF=C#  
    _]OY[&R  
    }ofb]_C,  
    6. 二维光栅结构的建模 UP^8Yhdo  
    mA{?E9W  
    La )M  
     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。  Rpgg :  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 sJ|pR=g)!  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 c 9f"5~  
    X#ttDB  
    ,_u7@Ix  
    JY2<ECO  
    7. 偏振敏感光栅的分析 ySr,HXz  
    p /-du^:2  
     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。 EjLq&QR.  
     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) VIz(@  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 -y-}g[`  
    8. 利用参数优化器进行优化 VKl,m ;&N  
    ^AH[]sE_  
    5P\>$N1p  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 n7fhc*}:`  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 Jz` jN~  
     在该案例种，提出两个不同的目标： KMwV;r  
     #1:最佳的优化函数@193nm YSeH;<'  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 &^"Ru?MK  
    Zu,:}+niU  
    9. 优化@193nm K khuPBd2  
    OF7hp5  
    OM[MRZEh G  
     初始参数： Uw("+[5O0  
     光栅高度：80nm _=~u\$  
     占空比：40% W_2;j)i  
     参数范围： p-}X=O$  
     光栅高度：50nm—150nm {!|4JquE_  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) f256;3n  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 -x+3nb|.  
    `[sFh%:  
    ]?4;Lw  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 `f>!/Zm%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。 X} k;(rb  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 ==[=Da~  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 b]]8Vs)'  
    uI-T]N:W8x  
    10. 优化@193nm结果 l1 Kv`v\  
    \EfX3ghPI  
    KQPu9f9  
     优化结果： /Sj~lHh  
     光栅高度：124.2nm G]>yk_#/\U  
     占空比：31.6% \C3I6Qx  
     Ex透过率：43.1% r !Aj5  
     偏振度：50.0 `DY yK?R  
    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。
    ]j3>=Jb;  
    Dx-P]j)4x  
     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。 wmr?ANk  
     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。 _= v4Iz0  
     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。 }/a%-07R  
    5.6tVr  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 I`0-q?l  
    pt <zyH3Z  
    f)*"X[)o  
     初始参数： t neTOj  
     光栅高度：80nm jo:Z  
     占空比：40% efQ8jO  
     参数范围： |q w0:c=7!  
     光栅高度：50nm—150nm j*DPW)RkKX  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) BmX'%5ho  
     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% ?),b902C  
    6j6CA?|  
    #|b*l/t8  
     优化结果： gs'M^|e)  
     光栅高度：101.8nm NpH8=H9  
     占空比：20.9% 9[.HWe,  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） 2`f{D~w  
     偏振对比度：50.0 EsGu#lD2  
    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。 LE8<JMB  
    9z#8K zXg  
    12. 结论 L )JB^cxf  
    G WIsT\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 LIID(s!bX  
         (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。
    arL>{mj  
    =?OU^ u`C  
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