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) u|'}a3  
QoVRZ$!p  
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。 yavoGk  
z%pD3J?>  
1. 线栅偏振片的原理 nR()ei^X  
~.,h12  
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 :1O1I2L0  
2. 建模任务 v1E=P7}\{s  
V&>\U?q:  
ZJ7<!?6  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 kQY+D1  
 偏振元件的重要特性: V;V,G+0Re  
 偏振对比度 ,%a7sk<5k  
 透射率  t=;84lA  
 效率一致性 az=(6PX  
 线格结构的应用(金属)
k;?Oi?]  
ydyGPZ t  
3. 建模任务 U =G^w L  
x-z方向(截面)                         x-y方向(俯视图)
x`#|8  
4. 建模任务:仿真参数 s.)nS $  
[v!TQwMU  
偏振片#1: rq.S0bzH  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 *Ugtg9j  
 高透过率(最大化) S24wv2Uw i  
 光栅周期:100nm(根据加工工艺) +&p}iZp  
 光栅材料:钨(适用于紫外波段) ~GWn>  
偏振片#2: Po: )b  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 {D(_"  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 bxS+ R\  
 光栅周期:100nm {0#p,l  
 光栅材料:钨 8] BOq:  
N{f4-i~  
5. 偏振片特性 > WsRCBA  
y<<:6OBj  
 偏振对比度:(要求至少50:1) %qM3IVPK)q  
nv9kl Q@  
P K]$D[a0  
$:bU<  
 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ':v@Pr|  
7D;g\{>M  
+6xEz67A<  
v=~=Q*\l  
6. 二维光栅结构的建模 a^*@j:[  
{cNH|  
Uv-xP(X  
 该案例使用一般二维光栅工具,该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 G(puC4 "&  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 ~\ 9bh6%R  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 oM@X)6P_  
J)w58/`?t  
\y-Lt!}  
0wzq{~\{=_  
7. 偏振敏感光栅的分析 2{!^"iW  
<V3N!H_d  
 可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析,该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 =/k*w#j  
 偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) ml|[x M8  
 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。
ZjE!? '(ef  
8. 利用参数优化器进行优化 l"\W]'T:r  
r2EIhaGF;  
>?$+hZz<  
 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。 !~{AF|2f  
 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 SOyE$GoOsx  
 在该案例种,提出两个不同的目标: O1.a=O  
 #1:最佳的优化函数@193nm S >PTD@  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数
?s<'3I{F`  
a;a2x .<  
9. 优化@193nm  !,*#e  
# !?5^O  
}Om+,!_d  
 初始参数: JZ[~3swR  
 光栅高度:80nm f3 lKdXnP  
 占空比:40% 4JTFdbx  
 参数范围: *{]9e\DF  
 光栅高度:50nm—150nm EV:y}  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) G_wzUk=L  
 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 *3hqz<p4:  
3 ;F=EMz{  
kq[*q-:"x  
 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 CW(]6s u{  
 通过改变参数的权重,以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 Fejs9'cB  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 %bnDxCj"  
 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 5Pis0fa  
FTtGiGd|Zy  
10. 优化@193nm结果 !s;+6Sy  
)fz)Rrr  
-f.<s!a  
 优化结果: &)Fp  
 光栅高度:124.2nm 4c2*)x$@  
 占空比:31.6% 8J:6uO c|  
 Ex透过率:43.1% %y~=+Sm%m  
 偏振度:50.0 jXO*_R  
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。 Q(-:)3g[aL  
S6 F28 d[j  
 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。 R qS2Qo]  
 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。 0kI.d X)  
 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。 So*Q8`"-.  
$cri"G  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 JVAJL q  
#msXAy$N3r  
%,rUN+vW  
 初始参数: P`HE3?r  
 光栅高度:80nm )o'&f"/  
 占空比:40% zrjqB3R4@O  
 参数范围: I U/HYBJH  
 光栅高度:50nm—150nm 3&!X8Lhv  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ^tIi;7k  
 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% 00'R1q4  
xBhfC!AK}  
|1G/J[E  
 优化结果: c+/SvRx^>  
 光栅高度:101.8nm ~S)o ('  
 占空比:20.9% :qi"I;=6  
 Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间) i,BE]w  
 偏振对比度:50.0 "Y 9 *rL  
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。 _dY6Ip%  
g]9!Pi8jn  
12. 结论 _f%Wk>A4  
N5 SK_+  
 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) 5V\\w~&/  
 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 08&DP^NS  
(如Downhill-Simplex-algorithm) i{w<4E3  
 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。 LuS] D%  
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