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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
    yatZ Al(B  
    案例315（3.1） YKzfI9Y  
    oWEzzMRz  
    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。 MHJRBn{}  
    lv+: `   
    1. 线栅偏振片的原理 H3( @Q^9  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 LMuDda  
    tl`x/   
    2. 建模任务 r 5t{I2  
    a*uG^~ ).  
    =MwR)CI#  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 W j`f^^\HJ  
     偏振元件的重要特性： W)8Pq9Hnv  
     偏振对比度 ]GD&EQ  
     透射率 KY?ujeF  
     效率一致性 b*ja,I4  
     线格结构的应用(金属) #/H Z[Vw  
    /T+%q#4  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    a'r1or4  
    i*@ZIw  
    4. 建模任务：仿真参数 @FF80U4'  
    >=;hnLu  
    偏振片#1: 9FPqd8(]*V  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 g |H  
     高透过率(最大化) ~y"OyOi&  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) u=Xpu,q  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) `ZT/lB`  
    偏振片#2: wN^^_  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 I'[;E.KU  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 iJ @p:  
     光栅周期：100nm mP's4  
     光栅材料：钨 \fp'=&tp~a  
    #^(Yw|/K  
    5. 偏振片特性 >pe!T aBN  
    W }v ,6Oe  
     偏振对比度：(要求至少50:1) 'p@m`)Z  
    ,<Wt8'e  
    dI>cPqQ  
    5K-,k^T}  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) xxwbX6^d  
    GMB3`&qh  
    yYSoJqj Q  
    L >)|l  
    6. 二维光栅结构的建模 ddd2w  
    h B_p  
    v6Wz:|G/u  
     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。 Z?V vFEt%  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 .gt;:8fw{  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 BzV97'  
    J _q  
    T3LVn<Lm\  
    Y0J:c?,  
    7. 偏振敏感光栅的分析 A.h0H]*Ma  
    1_l)$"  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 /a)^)  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) N(3Bzd)   
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 'Gamb+[  
    8. 利用参数优化器进行优化 PZO.$'L|7  
    O+/{[9s  
    *{5/" H5  
     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。 A/"2a55  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 RCoDdtMo  
     在该案例种，提出两个不同的目标： $yq76  
     #1:最佳的优化函数@193nm d1D=R8P_u  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 ZkO2*;  
    ov daK"q2  
    9. 优化@193nm o6:bmKWE  
     dvz6  
    06Q9X!xD  
     初始参数： UZmo?&y  
     光栅高度：80nm m)?0;9bt  
     占空比：40% ?$uEN_1O\@  
     参数范围： =#[t!-@  
     光栅高度：50nm—150nm S%B56|'  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) B-$zioZ  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 b5I 8jPj4c  
    E1dhj3+3  
    9W_mSum  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 w4_Xby)  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 7oc Ng  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 :UAcS^n7h"  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 a>9_#_hI  
    {u9n?Z%  
    10. 优化@193nm结果 G)c+GoK  
    XKDX*x G  
    9I$} =&"  
     优化结果： MPn/"Fij$  
     光栅高度：124.2nm EyA(W;r.  
     占空比：31.6% ;' |CSjco  
     Ex透过率：43.1% MgN;[4|[h  
     偏振度：50.0 _[i.)8$7  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    {P\Ob0)q  
    {'B(S/Z 7  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 nEW.Y33  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 uFhPNR2l  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 1?3+>  
    @<X[,Mj  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 (FZ8T39  
    .IVKgQ B  
    !q$>6P  
     初始参数： %++S;#)~  
     光栅高度：80nm 'HCRi Z<  
     占空比：40% )OucJQ  
     参数范围： a`]ZyG*P  
     光栅高度：50nm—150nm -dN`Ok<g  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 6}0_o[23  
     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% kmo#jITa`  
    YC<FKWc  
    2V$Jn8v,`{  
     优化结果： l-!"   
     光栅高度：101.8nm wZbT*rU  
     占空比：20.9% g\?07@Zd|  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） rc7c$3#X  
     偏振对比度：50.0 Eza^Tbq%j?  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 *~cNUyd  
    Ov4 [gHy&  
    12. 结论 |2 =w":2#  
    m!!;CbPo  
    • 应用的偏振分析器可以评价偏振光栅与波长和角度的关系。(同样适用于极紫外光谱范围)
    • VirtualLab参数优化工具箱提供了不同的优化方式，用以改善提高光学元件的性能 e=IbEm{|  
         (如Downhill-Simplex-algorithm)
    • 通过选择合适的评价函数(包括参数权重)可使优化更加合理化，并满足独立的要求。
    + 65<|0  
    |u$*'EsP  
     
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