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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
    <k-@R!K~JC  
    案例315（3.1） $NGtxZp  
    zIYr0k*%  
    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。 (fGJP*YO  
    X_sG6Q@  
    1. 线栅偏振片的原理 Znh uIA AG  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 SKc T  
    oIL+@}u7  
    2. 建模任务 $Z7|t  
    G4exk5  
    m/F(h-?  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 Fx88 R !  
     偏振元件的重要特性： SiuO99'nV  
     偏振对比度 i;'X}KW  
     透射率 x+:,b~Skk  
     效率一致性 hzPB~obC  
     线格结构的应用(金属) K<7T}XzU$  
    W Pp\sIP  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    >/HU'  
    6 9I.*[  
    4. 建模任务：仿真参数 vkd<l&zD  
    d7K17KiC  
    偏振片#1: b}U&bFl  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 l[\,*C  
     高透过率(最大化) soVZz3F  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) g@6X|W5,J  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) rPGE-d3  
    偏振片#2: y:[VRLo  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 +i_f.Ipp  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 L+ETMk0  
     光栅周期：100nm UE`4$^qs  
     光栅材料：钨 l0_E9qh-i  
    OTHd1PSOu  
    5. 偏振片特性 A&lgiR*ObT  
    p$o&dQ=n[  
     偏振对比度：(要求至少50:1) "T1#*"{j  
    ![hhPYmV  
    eKFc W5O  
    w@$o  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ;3?J#e6;  
    f`]E]5?  
    kR~4O$riG  
    E4aCGg  
    6. 二维光栅结构的建模 k+GK1Yl  
    K2o0L5Lke  
    @P5@ &G  
     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。 7(USp#"  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 {2*l :'  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 Eno2<<  
    Q2pboZ86  
    83,1d*`  
    iK:qPrk-  
    7. 偏振敏感光栅的分析 x7kg_`\U  
    /?-p^6U  
     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。 hRZS6" #  
     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) FITaL@{c  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 Y {|~A  
    8. 利用参数优化器进行优化 [W;dguh  
    ;Owu:}   
    ggsi`Z{j?  
     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。 4e\`zy  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 -/2$P  
     在该案例种，提出两个不同的目标： X*yp=qI  
     #1:最佳的优化函数@193nm %oKqK >S)  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 } 9s  
    [qMO7enu#  
    9. 优化@193nm B5r_+?=2e  
    ^PR,TR.  
    BW-P%:B1!R  
     初始参数： ygY+2  
     光栅高度：80nm q]%bd[zkz  
     占空比：40% SFgIY]  
     参数范围： &j@J<*k  
     光栅高度：50nm—150nm sP8&p*TJF  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) GaqG 8% .  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 v]SE?xF{U  
    vFC=qLz:  
    17]31  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 YaT+BRh?  
     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。 <$2zr4  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 @,`=~_J  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 w>BFgb?  
    w*P4_= :%Y  
    10. 优化@193nm结果 Y4!q 1]TGX  
    (KImqB$i.  
    }JMkM9]  
     优化结果： 7kpW 1tjY  
     光栅高度：124.2nm m_I$"ge  
     占空比：31.6% < LAD  
     Ex透过率：43.1% #$B,8LFz,$  
     偏振度：50.0 ?,DbV|3 _\  
    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。
    Y]Vc}-a(h  
    E!l1a5qB  
     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。 PR6uw  
     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。 IX?%H!i  
     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。 QF "&~  
    fQ4$@  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 -gGK(PIf  
    .(]1PKW  
    H{zuIN/.1  
     初始参数： rh&Eu qE%  
     光栅高度：80nm B{(l 5B6  
     占空比：40% c} ET#2,  
     参数范围： n<&R"89  
     光栅高度：50nm—150nm ?yeC j1X  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ;iNx@tz4  
     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{dQ)-'l  
    k 0Yixa  
    ; 2-kQK9  
     优化结果： A8(PI)Ic.  
     光栅高度：101.8nm svjFy/T(lL  
     占空比：20.9% Qug'B  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） "FvlZRfXj  
     偏振对比度：50.0 F <Z=%M3e  
    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。 e-)1K  
    ;FflEL<7Y  
    12. 结论 f_XCO=8'v  
    ^V]DY!@k3_  
    • 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 *tPY  
         (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。
    TFPq(i  
    gdNp2b  
     
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