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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
    I^z$0  
    案例315（3.1） rX<gcntv  
    Qe )#'$T  
    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。 @.fyOyOC  
    Qb;5:U/x  
    1. 线栅偏振片的原理 br9`77J8  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 = 5 E:CP  
    4{r_EV[(  
    2. 建模任务 G$D6#/rR  
    pH1 9"=p<  
    !7K-Kqn  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 > WW5A py[  
     偏振元件的重要特性： t!Uc, mEV]  
     偏振对比度 )*Qa 9+ :  
     透射率 Pyx$$cj  
     效率一致性 ^:RDu q  
     线格结构的应用(金属) '0xJp|[xVP  
    h8yv:}XU*  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    HGgw<Os-k  
    m9Uoq[1  
    4. 建模任务：仿真参数 Y{8L ~U:  
    c[Mz#BWG  
    偏振片#1: (1vmtg.O  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 ZREAEGi{  
     高透过率(最大化) ^gdg0y!5~  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) X&<#3n  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) "p\XaClpz  
    偏振片#2: p ?HODwZ  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 N -]m <z>  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 W`PK9juu  
     光栅周期：100nm qKL_1 ~  
     光栅材料：钨 "iof -b=ys  
    `f:5w^A  
    5. 偏振片特性 C3%,pDh  
    [^gSWU  
     偏振对比度：(要求至少50:1) vR?L/G^.  
    8<g_JW[%  
    wBcDL/(>  
    K6 ,5C0  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) b* 6c.  
    } V4"-;P  
    omV.Qb'NS  
    WPE@yI(  
    6. 二维光栅结构的建模 2="C6 7TK  
     <C4^Vem  
    Jz#ZDZkm  
     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。 (D8'qx-M  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 Y5 4*mn  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 )^!-Aj\x  
    XEZ6%Q_  
    ,>(M5\Z/c  
    2|~& x~  
    7. 偏振敏感光栅的分析 pAmTwe  
    t:M({|m Y  
     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#%19B  
     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) Y@.> eS  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 E"Xi  
    8. 利用参数优化器进行优化 qc\o>$-:`  
    &V( LeSI  
    AmSJ!mTd8o  
     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。 )K2n!Fbd  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 {uj9fE,)  
     在该案例种，提出两个不同的目标： Dz)bP{iq"  
     #1:最佳的优化函数@193nm @F7QQs3  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 j7-#">YL  
    xDr *|d  
    9. 优化@193nm `p^M\!h*O  
    7*XG]=z/  
    PfrW,R~r  
     初始参数： ijhMJ?3  
     光栅高度：80nm ((dG<  
     占空比：40% Fr%KO)s2  
     参数范围： >5 5/@+^  
     光栅高度：50nm—150nm GW $iK@  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) k5xirB_  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 g1J]z<&  
    g dC=SFb b  
    )kUq2 -r  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 5. l&nt'  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 &2\.6rb.  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 nMc-kyl{  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 _F3vC#  
    \+Cp<Hv+  
    10. 优化@193nm结果 56':U29.]  
    \W@?revK  
    hcaH   
     优化结果： r?V|9B`$p  
     光栅高度：124.2nm Vr0RdO  
     占空比：31.6% v5$zz w  
     Ex透过率：43.1% n6uobo-  
     偏振度：50.0 !E7/:t4  
    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。
    t1~*q)!Mo  
    ?y04g u6p  
     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。 vRY4N{v(<  
     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。 $K G?d>wx  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 etDB|(,z  
    q{_buTARq  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 RZ.5:v6  
    7I.[1V`  
    9SFiL#1  
     初始参数： G/`_$ c  
     光栅高度：80nm iCEX|Tj;  
     占空比：40% ?NwFpSB2  
     参数范围： O>>8%=5Q  
     光栅高度：50nm—150nm -zTeIvcy5  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) l`u*,"$  
     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% ?D~uR2+Z  
    n_+Iw,a'm  
    3~S~)quwP  
     优化结果： 5y~[2jB:  
     光栅高度：101.8nm `150$*K&B  
     占空比：20.9% ~gAx  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） C eg6 o &^  
     偏振对比度：50.0 \4&g5vE  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 N,1wfOE  
    A6Qi^TI  
    12. 结论 [gE2lfaEy  
    Ar$LA"vu4  
    • 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 L@ay4,e.bz  
         (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。
    w7W-=\Hvh  
    9!OpW:bR|  
     
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