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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
    #* KmPc+  
    案例315（3.1） > St]MS  
    #`kLU:  
    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。 m :M=De  
    YwYCXFQ|  
    1. 线栅偏振片的原理 3b9SyU2  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 +;@p'af!9  
    1/hk3m(C  
    2. 建模任务 V~tZNR J-  
    o8Q+hZB}A  
    {Z~5#<t  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 "2J$~2{N  
     偏振元件的重要特性： c5vi Y|C^  
     偏振对比度 _s(izc  
     透射率 *=b# >//  
     效率一致性 %d%$jF`  
     线格结构的应用(金属) R:[IH2F s  
    |ORro r}  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    ho J{C 0  
    \DDR l{  
    4. 建模任务：仿真参数 ZKk*2EK]2z  
    G\\0N^v  
    偏振片#1: ?WD JWp%  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 0P?\eoB@8  
     高透过率(最大化) O|ODJOQNol  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) ZJZKCdT@  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) @_:Jm tH<  
    偏振片#2: Vm_<eyI2  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 2%i3[N*  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 2Pa Rbh{"  
     光栅周期：100nm iUH{rh!  
     光栅材料：钨 I4Y; 9Gg  
    y?r:`n  
    5. 偏振片特性 CLn}BxgD  
    z[E gMS!  
     偏振对比度：(要求至少50:1) XFS"~{  
    <"}Gvi  
    AJ%x"  
    "{1SDbwmMo  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) D on8xk  
    +DpiX&^h   
    7K.in3M(  
    C=y[WsT  
    6. 二维光栅结构的建模 +CQ$-3  
    JiXkW%  
    zA<Hj;9SM  
     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。 ?J1x'/G  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 `3QAXDWE  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 >^U$2P  
    S1`;2mAf*  
    8*-N@j8  
    @An "ClDa  
    7. 偏振敏感光栅的分析 'IykIf  
    @y+Hb@ >.  
     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。 `H#G/zOr  
     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) s?}m~Pl  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 /-mo8]J#2~  
    8. 利用参数优化器进行优化 3P&K<M#\  
    c}l?x \/  
    G\I DgPj`  
     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。 5Vj t!%?r  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 X-mhz3Q&a  
     在该案例种，提出两个不同的目标： }2X"  
     #1:最佳的优化函数@193nm +hW^wqk/.  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 d9E'4Zm  
    # $dk  
    9. 优化@193nm ar!`8"  
    =Eimbk  
    6Z,j^: B  
     初始参数： GQR|t?:t  
     光栅高度：80nm U> @st="  
     占空比：40% *fIb|r  
     参数范围： BB)( #yoi  
     光栅高度：50nm—150nm >bo_  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) chQCl3&e^  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 "T?hIX/p _  
    fz hCV  
    ]a ,H!0i  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 W  :qQ  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。  ?[`*z?}  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 gTby%6- \|  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 ov@N13 ,$  
    u6pfc'GGg  
    10. 优化@193nm结果 Alh"ZT^*  
    3EHn}#+U  
    F79!B  
     优化结果： M|l`2Hpe  
     光栅高度：124.2nm C@$!'^ 61  
     占空比：31.6% }CoR$K   
     Ex透过率：43.1% L]_1z  
     偏振度：50.0 o2J-&   
    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。
    \]a@ NBv  
    G5R"5d'  
     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。 <$8`]e?I  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 n!Dy-)!`O  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 /@!%/Kl  
    /Mg$t6vM  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 ~53uUT|B  
    FU~xKNr  
    $^ wqoW%t  
     初始参数： @+,J^[ y  
     光栅高度：80nm K:osfd  
     占空比：40% Xc!0'P0T  
     参数范围： aJmSagr69C  
     光栅高度：50nm—150nm $XOs(>~"r  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ?df*Y5I2  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% v_7?Zik8E  
    1_aUU,|.  
    5R?[My  
     优化结果： u3Qm"?$`  
     光栅高度：101.8nm { !;I4W%!  
     占空比：20.9% W>*9T?  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） U<aT%^_  
     偏振对比度：50.0 h yPVt6Gkj  
    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。 oQ=v:P]  
    xlW`4\ Pa  
    12. 结论 =[7[F)I~O  
    VXM5 B  
    • 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 6~t;&)6J  
         (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。
    $0f(Gc|  
    |lnMT)^D  
     
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