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 2023-04-20 08:34

紫外光栅偏振片的参数优化

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。 a_(vpD^  
?< $DQ%bf  
1. 线栅偏振片的原理 oxm3R8 S  
b _0Xi  
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 ;lo!o9`<  
2. 建模任务 sz b],)|18  
^RS`q+g  
 t"'aQr  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 &mvC<_1n  
 偏振元件的重要特性: of:xj$dQ_  
 偏振对比度 {#1}YGpiVM  
 透射率 SfwAMNCe  
 效率一致性 cz9T,  
 线格结构的应用(金属)
M>g\Y  
NvfQa6?;  
3. 建模任务 6d3-GMUQ  
x-z方向(截面)                         x-y方向(俯视图)
9a9{OJa6M  
4. 建模任务:仿真参数 Q<pL5[00fD  
2V#(1Hc!  
偏振片#1: JuT~~Z  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 @ (A[H^E  
 高透过率(最大化) `=3:*.T*  
 光栅周期:100nm(根据加工工艺) m;nT ?kv  
 光栅材料:钨(适用于紫外波段) Nu'T0LPNq(  
偏振片#2: j!P]xl0vOZ  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 WY%'ps _]<  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 cA4xx^~  
 光栅周期:100nm (a i&v  
 光栅材料:钨 beYaQz/@W  
+H~})PeQ  
5. 偏振片特性 LN?W~^gsR  
9IC|2w66  
 偏振对比度:(要求至少50:1) Wf=D'6w  
G u-#wv5@  
/u 8m|S<  
Rx 4 ;X  
 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) FHS6Mk26  
\Z^YaKj&  
/r Hd9^Y  
+mN]VO*y  
6. 二维光栅结构的建模 tPHDnh^n]  
tQ:)j^\  
viT/$7`AI  
 该案例使用一般二维光栅工具,该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 =:zmF]j9  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 t .&YD x  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 IgOo2N"^l  
!$x9s'D  
8`*Wl;9u  
--S2lN/:T  
7. 偏振敏感光栅的分析 H1>}E5^?  
%_!YonRY|X  
 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。 &AI/;zru  
 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) Uzb~L_\Rmt  
 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。
mh"&KX86W  
8. 利用参数优化器进行优化 G:QaWqUb  
d3# >\QCD9  
gD0 FRKn  
 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。 DDT)l+:XP  
 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 \4`~ J@5Y  
 在该案例种,提出两个不同的目标: ~ FW@  
 #1:最佳的优化函数@193nm CCOd4  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数
lUd/^u`  
'dp3>4  
9. 优化@193nm G_{x)@  
t3.;W/0_  
 pojQ/  
 初始参数: %SL'X`j  
 光栅高度:80nm iXt >!f*  
 占空比:40% xZ} 1dq8  
 参数范围: W~J@v@..4  
 光栅高度:50nm—150nm 4 e1=b,  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 18pi3i[  
 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 %:2<'s2Si  
K%ltB&  
b/='M`D}#G  
 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 x8xSA*@k  
 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。 E=.4(J7K  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 K)c`G_%G  
 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 < ) L'h  
({g7{tUy^H  
10. 优化@193nm结果 1CFTQB>  
8*;88vW"2  
y{ReQn3> y  
 优化结果:  &y/  
 光栅高度:124.2nm 4i>sOP3 B  
 占空比:31.6% ^~k2(DLk  
 Ex透过率:43.1% Nh7+Vl  
 偏振度:50.0 %Ji@\|Zkf  
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。 RfVVAaI  
i>w'$ {  
 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。 ORhe?E]  
 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。 C~Fdo0D  
 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。 B>}=x4-8  
;ZMm6o  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 B:om61Dn  
A` x_M!m  
fX=o,=-f  
 初始参数: C~IsYdln  
 光栅高度:80nm Zb<IZ)i#1  
 占空比:40% c`94a SnV  
 参数范围: I;]Q}SUsm  
 光栅高度:50nm—150nm m?I$XAE  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ,"~#s(  
 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% @0cQ4}  
Zi5d"V[}T  
O`_!G`E  
 优化结果: ]03+8 #J  
 光栅高度:101.8nm v|:2U8YREf  
 占空比:20.9% !iBe/yb  
 Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间) x#ub % t  
 偏振对比度:50.0 Fdsaf[3[v  
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。 ,2\?kPoc8  
K]4XD1n7  
12. 结论 O(U 'G|  
C'mYR3?m;  
 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) ;fLYO6  
 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 ^s z4-+>  
(如Downhill-Simplex-algorithm) 7'g'qUW+~  
 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。 '|mVY; i[  
查看本帖完整版本: [-- 紫外光栅偏振片的参数优化 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2026 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计