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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    ^W |YE72Y  
    案例315（3.1） I16FVdUun4  
    N['DqS =  
    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。 K.tNV{OL  
    wmVmGa R  
    1. 线栅偏振片的原理 qpQ;,8X-"  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 hA=uoe\  
    x6ghO-s  
    2. 建模任务 2D\ pt  
    /ViY:-8s  
     A l[ZU  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 A#U! KX  
     偏振元件的重要特性： #~0Nk6*u  
     偏振对比度 *P mZqe  
     透射率 i'Y8-})  
     效率一致性 Q_mphW:[  
     线格结构的应用(金属) .Rr^AGA4  
    TrI+F+;  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    -cqE^qAdX  
    6<&~ R 3dQ  
    4. 建模任务：仿真参数 *d._H1zT  
    Hv6h7-  
    偏振片#1: dX(JV' 18A  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 1 ?@HOu  
     高透过率(最大化) \w9}O2lL  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) Q%e<0t7  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) WjD885Xo  
    偏振片#2: z} fpV T  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 YQ0#j'}/  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 5es t  
     光栅周期：100nm )JMqC+J3*t  
     光栅材料：钨 +C~h(  
    EJ:O 1  
    5. 偏振片特性 M/S~"iD  
    9A |A@E#  
     偏振对比度：(要求至少50:1) `_/bg(E  
    NuZ2,<~9  
    3,PR6a,b'  
    ch i=]*9  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) @SfQbM##%  
    |q`NJ  
    p fc6;K:d  
    fWHvVyQ.  
    6. 二维光栅结构的建模 d$IROZK-D  
    !GOaBs  
    2 6#p,P  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 Y ^^4n$  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 {FI zoR"  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 ybaY+![*  
    +p 6Ty2rz  
    rr# nBhh8  
    ~${~To8$CW  
    7. 偏振敏感光栅的分析 pBtO1x6x/  
    }:8}i;#M  
     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。 XgxE M1(  
     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) _CD~5EA:  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 w8lrpbLh  
    8. 利用参数优化器进行优化 5 -i,Tx&:  
    IQ&PPC  
    aH }/+Hu-  
     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。 ^h?fr`  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。  : (UK'i  
     在该案例种，提出两个不同的目标： p)biOG  
     #1:最佳的优化函数@193nm aoy Be|H~=  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 xG!~TQ  
    [f+wP|NKL  
    9. 优化@193nm M CC4'  
    *\ii +f-  
    `gSMb UgF  
     初始参数： F ~A $7  
     光栅高度：80nm 8eqTA8$?  
     占空比：40% A f'&, 1=q  
     参数范围： h)Y] L#R  
     光栅高度：50nm—150nm rK gl:s j+  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ns~]a:1yh  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 aM5]cc%  
    i1evB9FZ1z  
    y._'o7%  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 .x I Aep_  
     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。 ^ZMbJe%L  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 !Z_+H<fi+I  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 (xgw';g  
    $RDlM  
    10. 优化@193nm结果  X}(s(6  
    nDn J}`k  
    kk fWiPO^  
     优化结果： U7WYS8  
     光栅高度：124.2nm T)P)B6q   
     占空比：31.6% x-i1:W9;  
     Ex透过率：43.1% c64^u9  
     偏振度：50.0 `r$7Cc$C  
    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。
    izP )t  
    oq7G=8gTp  
     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。 <7P[)X_  
     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。 q7 PCMe  
     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。 @gN"Q\;F  
    s)Y1%#  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 Q6m8N  
    96w2qgc2  
    +b 6R  
     初始参数： hs7!S+[.$$  
     光栅高度：80nm <vcU5 .K.  
     占空比：40% Kk^*#vR  
     参数范围： 44KoOY_  
     光栅高度：50nm—150nm ||hQ*X<m>  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) }Xj25` x  
     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% 'K4FS(q  
    w_{tS\  
    +q&Hj|;8r  
     优化结果： I|rb"bG  
     光栅高度：101.8nm ?t YZ/  
     占空比：20.9% |Gic79b  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） yzN[%/  
     偏振对比度：50.0 Ki><~!L  
    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。 |aDBp  
    hDxq9EF  
    12. 结论 (;#c[eKy  
    `X<B+:>v-  
    • 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 JpS}X\]i  
         (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。
    Et3I(X3  
    Db"mq'vT  
     
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