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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
    9) ]`le  
    案例315（3.1） ~&p]kmwXSX  
    AZhI~QWo  
    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。 9C,gJp}P  
    }NwmZ w>_  
    1. 线栅偏振片的原理 mfI[9G  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 ty~Sf-Pri  
    _ps4-<ugC  
    2. 建模任务 sj&(O@~R  
    ]kmAN65c  
    *!y04'p`<  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 &$CyT6mb^  
     偏振元件的重要特性： 9NVtvBA  
     偏振对比度 89D`!`Ah]  
     透射率 !gLJBp  
     效率一致性 Q+K]:c  
     线格结构的应用(金属) hlV(jz  
    KYB3n85 1  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    B&X)bGx8  
    2& Hl wpx  
    4. 建模任务：仿真参数 DL~! ^fx  
    ;:[P/eg  
    偏振片#1: / zNVJhC  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 gsQn@(;  
     高透过率(最大化) 8M!9gvcaO  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) 8i`T?KB  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) teDRX13=;  
    偏振片#2: wjX0r7^@  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 ._x"b5C  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 sOWP0x  Y  
     光栅周期：100nm :jTbzDqQ  
     光栅材料：钨 }.|a0N 5  
    s!YX<V  
    5. 偏振片特性 2xuU[  
    ]A-LgDsS  
     偏振对比度：(要求至少50:1) Bt:M^b^   
    6@^ ?dQ  
    l@UF-n~[  
    C|FI4/-e  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) :k.>H.8+~  
    u8A,f}D 3  
    Rb b[N#p5  
    T[},6I|!  
    6. 二维光栅结构的建模 DP*V|)  
    >/GYw"KK  
    0[g5[?Vy  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 PB8U+  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 u^ wG Vg  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 !_o1;GzK  
     /*S6/#  
    H9VdoxKo  
    \@Z D.d#  
    7. 偏振敏感光栅的分析 ,0Udz0  
    u?g;fh6  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 #c<F,` gdi  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) |9CPT%A#  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 b7M)  
    8. 利用参数优化器进行优化 )J\ JAUj  
    "wV7PSbM  
    JKYl  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 p_g8d&]V  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 Fok`-U  
     在该案例种，提出两个不同的目标： x?R1/iHv  
     #1:最佳的优化函数@193nm LGRhCOP:  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 /4*>.Nmb,f  
    :VRQd}$Pi  
    9. 优化@193nm z*^vdi0  
    BXl Y V"  
    %. IW H9P7  
     初始参数： kafj?F  
     光栅高度：80nm w01\KV  
     占空比：40% &eg@Z nPn  
     参数范围： jvE&%|Ngw  
     光栅高度：50nm—150nm .a]av   
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 8`b_,(\N  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 ;ahI}}  
    R /c-sV  
    ve/|"RB  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 &ujq6~#  
     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。 60 p*4>^v  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 98l-  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 ^zS|O]Tx  
    (TGG?V  
    10. 优化@193nm结果 VelX+|w  
    #5IfF~* i  
     D z>7.'3  
     优化结果： |Tl2r,(+R  
     光栅高度：124.2nm M059"X="  
     占空比：31.6% hKK"D:?PRs  
     Ex透过率：43.1% 2I~a{:O  
     偏振度：50.0 iJ`v3PP  
    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。
    yD&UH_ 1g  
    Y5Z<uD  
     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。 ?)c9!hR  
     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。 xOpCybmc  
     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。 :+S~N)0j^  
    ]M9r<x*  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 EtvYIfemr  
    #>\8m+h 9  
    {B6tGLt#bf  
     初始参数： G`R2=bb8  
     光栅高度：80nm RT=(vq @  
     占空比：40% .[:*bo3  
     参数范围： ;=ERm=  
     光栅高度：50nm—150nm OOX}S1lA  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) L{i|OK^e  
     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% 1|\/2  
    mOi 8W,2  
    lW YgIpw  
     优化结果： GCA?sFwo>  
     光栅高度：101.8nm 6/thhP3`-  
     占空比：20.9% };;6706a  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） A@lY{e  
     偏振对比度：50.0 ?qjlWCV|e  
    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。 W[tX%B  
    l+8G6?@]>  
    12. 结论 , 8F(R%v  
    `~3y[j]kO  
    • 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 "@)9$-g  
         (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。
    yY42+%P  
    HBnnIbEtF'  
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