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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
    7xIXFuu  
    案例315（3.1） As;@T$G  
    `"/s,"c:D  
    该应用案例说明了两个不同紫外光谱偏振片的参数优化，紫外偏振片具有亚波长线栅结构。两个系统具有不同的功能，如193nm工作波长和以及在期望光谱范围内效率的一致性。 vO#=]J8`  
    qQu}4Ye>  
    1. 线栅偏振片的原理 .MzVc42<  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 .m]"lH*  
    + S^OzCGk  
    2. 建模任务 '518S"T @  
    a$*)d($  
    q`l%NE  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 Mbua!m(0  
     偏振元件的重要特性： ;p !|E3o.  
     偏振对比度 +M"Fv9  
     透射率 -r6cK,WVU  
     效率一致性 ")t ^!x(v  
     线格结构的应用(金属) GEdWpYKS-`  
    PE~umY]  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    &?R2zfcM  
    \~]HfDu  
    4. 建模任务：仿真参数 K\7\  
    avmuI^LLs  
    偏振片#1: f.%mp$~T  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 !y&uK&1  
     高透过率(最大化) K/,y"DUN&  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) gkJL=,  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) a5/6DK>  
    偏振片#2: Li jisE  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 #E?TE  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 )AxgKBW  
     光栅周期：100nm !\ IgTt,  
     光栅材料：钨 OR&'  
    N:j,9p0,  
    5. 偏振片特性 B^;P:S<yG  
    llCBqWn  
     偏振对比度：(要求至少50:1) vdn`PS'#  
    xpJ6M<O{8  
    |,3>A@  
    E<j}"W$a  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) \{Q d  
    %V,2,NCd  
    Q]9+-p(=  
    1G0U}-6RH  
    6. 二维光栅结构的建模 L\cd=&b`  
    [1-1^JY  
    _GoV\wGKl  
     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。 9Q~9C9{+  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 gx-ib/_f1  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 rd*`8B  
    Tz\ PQ)!  
    DChqcdx~~  
    ,buSU~c_Q  
    7. 偏振敏感光栅的分析 XX85]49`%  
    qc(R /[  
     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。 uwQ~4   
     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) m#}41<  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 9g7d:zG  
    8. 利用参数优化器进行优化 b`%3>  
    m* Zq3j  
    $+ z 3  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 E,~|-\b}h  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 J`E,Xw>2  
     在该案例种，提出两个不同的目标： 1JRM@!x  
     #1:最佳的优化函数@193nm jL }bGD  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 I~^t\iujs  
    5r&bk`  
    9. 优化@193nm -0QoVGw  
    -YDA,.Ic?  
    ~XzT~WxW  
     初始参数： \# p@ef  
     光栅高度：80nm s+tPHftp  
     占空比：40% I_1(jaY  
     参数范围： (yx^zW7  
     光栅高度：50nm—150nm _Sq*m=  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 9HsiAi*  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 q,i&%  
    T*Dd% f  
    pZ_zyI#wx_  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 f`$F^=  
     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。 $U_M|Xa  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 x0KW\<k  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 -w dbH`2Z"  
    t5| }0ID-  
    10. 优化@193nm结果 (#&-ld6  
    {Jna' eS  
    = 9Ow!(!@  
     优化结果： i/C`]1R/  
     光栅高度：124.2nm 4. =jKj9j  
     占空比：31.6% -JEiwi,  
     Ex透过率：43.1% :17Pc\:DS  
     偏振度：50.0 g<E[IR  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    %,1xOl4l  
    vGCvJ*4!  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 !*?|*\B^I  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 |erG cKk  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 u ?-|sv*  
    o7r7HmA@  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 &KYPi'C9!z  
    %eE0a4^".  
    1dhuLN%Ce  
     初始参数： gW5yLb_Vz$  
     光栅高度：80nm t/wo G9N  
     占空比：40% S8j!?$`  
     参数范围： oH,{'S@q  
     光栅高度：50nm—150nm ? K,d  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) mo?*nO|-  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% 8nu@6)#  
    7D KTd^^M  
    Ud_7>P$a  
     优化结果： j* ZU}Ss  
     光栅高度：101.8nm %/4_|.8u  
     占空比：20.9% h6Q~Di  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） '8yCwk  
     偏振对比度：50.0 k-N}tk/5  
    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。 q^DQ9B  
    &7XsyDo6  
    12. 结论 d=p=eUd2  
    N>H#Ew@2U  
    • 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 *N |ak =  
         (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。
    2oF1do;  
    j"s7P%  
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