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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
    Q>|<R[.7  
    案例315（3.1） =lzjMRX(?  
    2JbCYCTC  
    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。 3o1j l2n  
    |{$Vk%cUE  
    1. 线栅偏振片的原理 Wg#>2)>  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 y+c+/L8  
    :/u EPki  
    2. 建模任务 M;V2O;  
    T3bBc  
    I!{5*~ 3  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 bk V_ ^8  
     偏振元件的重要特性： ^JH 4: h  
     偏振对比度 }^=J]  
     透射率 s8R.?mhH=  
     效率一致性 PJ);d>tz  
     线格结构的应用(金属) NZv1dy`fa  
    1%>/%eyn5  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    Ygg+*z  
    vzfWPjpKW  
    4. 建模任务：仿真参数 O5E\#*<K  
    ,}J(&  
    偏振片#1: \h:$q E7  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 ;XANIT V  
     高透过率(最大化) gx3arVa  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) BYRf MtT@+  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) P#iBwmwN+.  
    偏振片#2: ^W;\faG  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 `Os@/S  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 oh|Q&R  
     光栅周期：100nm %?K'eg kp  
     光栅材料：钨 +dlN^P647  
    |SCO9,Fs  
    5. 偏振片特性 8^kw  
    Py K)ks!6  
     偏振对比度：(要求至少50:1) {ymD.vf=9+  
    a:C ly9  
    y%f'7YZ4  
    u`g|u:(r  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) (r.[b  
    2Lm.;l4YO  
    Y'0H2B8  
    Ju# - >]  
    6. 二维光栅结构的建模 T-0fVTeN  
    %qNT<>c  
    z]K:Amp;Z  
     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。 8do-z"-  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 )ui]vS:>  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 2{(_{9<>z  
    h<JV6h:8  
    x= X"4Mj0)  
    -uX): h!  
    7. 偏振敏感光栅的分析 saY":fva  
    zr2oU '+  
     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。 4YMX;W  
     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) E {*d`n  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 OF-$*  
    8. 利用参数优化器进行优化 "=@X>jUc  
    VBo=*gn,$  
    q-}q rg  
     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。 B^nE^"b  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 d#NG]V/   
     在该案例种，提出两个不同的目标： br`cxgZ0"  
     #1:最佳的优化函数@193nm "2# #Fcu=  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 dD ?ZF6  
    yH/m@#  
    9. 优化@193nm XcL jUz?  
    5o2w)<d!  
    b@`h]]~:  
     初始参数： [7 _1GSS1  
     光栅高度：80nm JS$ojL^  
     占空比：40% v[57LB  
     参数范围： C%H{"  
     光栅高度：50nm—150nm }LeizbU  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) a]\l:r  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 OXp(rJ*bK  
    KDxqz$14 -  
    %W` }  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 n` M!K:Pq  
     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。 $ra q,SP  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 ~xCv_u^=  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 <x-7MU&  
    4 ))ZBq?  
    10. 优化@193nm结果 eI%9.Cx#I  
    ?sD4S   
    2fN2!OT  
     优化结果： #|8Ia:=s  
     光栅高度：124.2nm LT[g +zGB  
     占空比：31.6% l]R=I2t  
     Ex透过率：43.1% [] cF*en  
     偏振度：50.0 h(C@IIO^;G  
    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。
    V$0mcwH  
    P_}wjz}9ZX  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 C2 4"H|D  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 #;D@`.#\  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 18nT Iz_  
    /:B2-4>Q!  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 R`KlG/Tk  
    L _D#  
    cY]BtJ#  
     初始参数： X~g U$  
     光栅高度：80nm Lo,uH`qU  
     占空比：40% \Vb|bw'e(  
     参数范围： QZ& 4W  
     光栅高度：50nm—150nm  gx9=L&=d  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) &ea6YQ  
     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% Y[!s:3\f  
    { k>T*/  
    []:&WA 9N  
     优化结果： 7?ICXhu9  
     光栅高度：101.8nm "*< )pnJ  
     占空比：20.9% 7y4jk  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） #(7^V y&  
     偏振对比度：50.0 ULH<FDot  
    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。 Zz?)k])F  
    go9tvK  
    12. 结论 !mH !W5&  
    w"{mDL}c  
    • 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 muAgsH$/  
         (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。
    Cz|F%>y#  
    Z H2   
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