首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 讯技光电&黉论教育 -> 紫外光栅偏振片的参数优化 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

infotek 2021-11-26 10:04

紫外光栅偏振片的参数优化

案例315(3.1) eF[63zx5*  
>2bKSh  
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。 I%- " |]$  
T]2q?; N  
1. 线栅偏振片的原理 b Q]/?cCYV  
!r# ?C9Sq  
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 nX$XL=6mJ&  
2. 建模任务 0a-:<zm  
x|yEt O&  
W6On9 3sa  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 8_T6_jL<  
 偏振元件的重要特性: {?'fyEeg  
 偏振对比度 V(Ub!n:j  
 透射率 '1M7M(va  
 效率一致性 D9j3Xu  
 线格结构的应用(金属)
ByCnD  
LX^u_Iu   
3. 建模任务 \&H nKhI  
x-z方向(截面)                         x-y方向(俯视图)
]X I*Wsn  
4. 建模任务:仿真参数 r*Yi1j/  
a4irokJv#  
偏振片#1: bV ZMW/w  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 ]Dw]p! @  
 高透过率(最大化) rETRTp0HT  
 光栅周期:100nm(根据加工工艺) HttiX/2~  
 光栅材料:钨(适用于紫外波段) ]c! ;L5  
偏振片#2: $@UN4B?y  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 qWmQ-|Py  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 liXdNk8  
 光栅周期:100nm ">#wOm+ +  
 光栅材料:钨 !?|Th5e   
4'0Dr++  
5. 偏振片特性 `ho1nY$)CE  
% LJs  
 偏振对比度:(要求至少50:1) 5}`_x+$%(`  
\hB5@e4i2  
9uGrk^<t  
=jN *P?  
 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ;<leKcvhQ&  
)E~ 79!  
0:+WO%z  
YCP) %}  
6. 二维光栅结构的建模 -;'1^  
:s4p/*f  
^k]XEW{PG  
 该案例使用一般二维光栅工具,该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。  ]C) 4  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 {7)st W  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 at)~]dG  
KQ~i<1&j  
KN*  
uvrB5=u  
7. 偏振敏感光栅的分析 5O\*h;U 6  
8O38# {[S  
 可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析,该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 P'`r  
 偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) JfR %L q~  
 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。
^/r7@:  
8. 利用参数优化器进行优化  -4cXRv]  
hRCed4qA  
zzyHoZJP  
 利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 gXjV?"^kUl  
 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 <WcR,d  
 在该案例种,提出两个不同的目标: 7k rUKYVo  
 #1:最佳的优化函数@193nm h@[R6G|  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数
_ A=$oVe  
,gS;m &!'J  
9. 优化@193nm Xwhui4'w  
ypy68_xyW  
nX=$EQiH  
 初始参数: ?#45wC  
 光栅高度:80nm v&=gF/$  
 占空比:40% /K(o]J0F  
 参数范围: k3uit+ge }  
 光栅高度:50nm—150nm `|/<\  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 'nwx9]q  
 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 (_"*NY0  
lR(+tj)9uO  
g4l !xT  
 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 2* 2wY=  
 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。 =W"F[fD  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 ihfiK|a  
 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 }&[  
M#8uv-L  
10. 优化@193nm结果 ?W)A   
k<" oiCE  
K|Di1)7=/  
 优化结果: sPR1?:0:  
 光栅高度:124.2nm /@,j232  
 占空比:31.6% !s&NT @ S  
 Ex透过率:43.1% LS917ci-  
 偏振度:50.0 _iir<}  
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。 P9vA7[  
sL\L"rQN6  
 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。 BYMi6wts  
 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。 i~{Ufi  
 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。 ,d{"m)r<  
s[w6FXt  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 v uoQz\  
RE/~#k@a  
<kx&w(=  
 初始参数: ;ShJi  
 光栅高度:80nm rl #p".4q  
 占空比:40% FSA1gAW6g  
 参数范围: (w}H]LQ  
 光栅高度:50nm—150nm * /:x sI  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) dF2nEaN0%  
 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% ce7CcHQ?B  
-}KC=,]vh  
0Nnsjh  
 优化结果: #6CC3TJ'k  
 光栅高度:101.8nm 3GUZ;jdn  
 占空比:20.9% Kq;8=xP[  
 Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间) "CI=`=  
 偏振对比度:50.0 !;KCU^9  
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。 <|SRe6m  
OHhsP}/  
12. 结论 `#;e)1  
xo&]$W8  
 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) ,}K7Dg^1  
 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 j'MO(ev  
(如Downhill-Simplex-algorithm) -i%e!DgH  
 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。 ;{KV /<3  
查看本帖完整版本: [-- 紫外光栅偏振片的参数优化 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计