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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    Z( 9 u<  
    案例315（3.1） w=}uwvn NX  
    rvyr xw%[  
    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。 0jzbG]pc:E  
    Raw)9tUt  
    1. 线栅偏振片的原理 F {B\kq8  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 e4G4GZH8  
    VOr1  
    2. 建模任务 j+^oz'q  
    de]zT^&C  
    #_B-4sm  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 P1zdK0TM  
     偏振元件的重要特性： 5BR2?hO4  
     偏振对比度 J -ePE7i  
     透射率 T<I=%P)  
     效率一致性 &|aqP \Q5  
     线格结构的应用(金属) 5P .qXA"D  
    LPwT^zV&N  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    ~h"/Tce  
    !bC+TYsU  
    4. 建模任务：仿真参数 kvh&d|  
    $46{<4.  
    偏振片#1: ]7Fs$y.  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 ~Aq5X I%i  
     高透过率(最大化) k6kM'e3V  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) cv(PP-'\  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) i_kE^SSgm  
    偏振片#2: =E&OuX-R  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 #eN{!Niy&U  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 }@+NN ?P  
     光栅周期：100nm kqb0>rYa   
     光栅材料：钨 $HG}[XD?  
    ?go:e#  
    5. 偏振片特性 hb/]8mR  
    KIeT!kmDl  
     偏振对比度：(要求至少50:1) DOz\n|8S  
    m>}8'N)  
    2S8P}$mM  
    KI]wm  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) " v}pdUW  
    j,d*?'X  
    D{v8q)5r  
    Gd+ET  
    6. 二维光栅结构的建模 u4"SH(  
    +m}Pmi$  
    zKFp5H1!%+  
     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。 hCYQGx0  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 4Iq'/r  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 rtQHWRUn  
    gq"k<C0  
    :y2p@#l#  
    T<-=nX  
    7. 偏振敏感光栅的分析 #tdf>?  
    hSGb-$~F  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 q4UA]+-*  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) O8U<{jgAG  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 39 Y(!q  
    8. 利用参数优化器进行优化 8wH.et25k  
    @mt0kV9  
    OTB$V k  
     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。 a4gi,pz$]  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 ( #Z`  
     在该案例种，提出两个不同的目标： $XBAZ<"hd  
     #1:最佳的优化函数@193nm GO! uwo:  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 X~ Rl 6/,  
    mqfO4"lt  
    9. 优化@193nm r,(e t  
    ?@6/Alk  
    QO{y/{  
     初始参数： k;dXOn  
     光栅高度：80nm v=I|O%  
     占空比：40% %OcGdbs  
     参数范围： Hqz?E@bc@  
     光栅高度：50nm—150nm *pzq.#  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) E3/:.t  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 d h^^G^  
    >cL{Ya}Rz  
    Ap\AP{S4  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 rAdacnZV  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 p3^jGj@  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 '[P}&<ie,  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 !.5),2  
    P5QQpY{<I  
    10. 优化@193nm结果 G&eP5'B4i  
    % 0:p)Z0  
    tGc ya0RL  
     优化结果： FZpKFsPx  
     光栅高度：124.2nm io4A>>W==/  
     占空比：31.6% o=fgin/E\  
     Ex透过率：43.1% ~:sE:9$z  
     偏振度：50.0 &ogt2<1W  
    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。
    w8~K/>!f  
    O';ew)tI  
     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。 +$z]w(lbT  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 #6S75{rnW"  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 ~H@+D}J?  
    }b["Jk\2  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 5iFV;W  
    H ;@!?I  
    \ SCy$,m  
     初始参数： M"^K 0 .  
     光栅高度：80nm J_#R 87  
     占空比：40% ;@4H5p  
     参数范围： U Lmg$T&  
     光栅高度：50nm—150nm \X}8 q  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) Ln#a<Rx.E7  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% GSVdb/+  
    \Xg?Ug*9w  
    *ftC_v@p5  
     优化结果： 2C+(":=}  
     光栅高度：101.8nm FY;+PY@I{  
     占空比：20.9% (hZ:X)E>  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） hY \{|  
     偏振对比度：50.0 L0h G  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 "4}wnu6/  
    sroGER .  
    12. 结论 K!8zwb=fq  
    Mn^zYW|(  
    • 应用的偏振分析器可以评价偏振光栅与波长和角度的关系。(同样适用于极紫外光谱范围)
    • VirtualLab参数优化工具箱提供了不同的优化方式，用以改善提高光学元件的性能 /-*hjX$n  
         (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。
    d;suACW  
    ij)Cm]4(2  
     
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