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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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    离线infotek_vlf
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    [#S}L(  
    案例315（3.1） 0wU8PZ Nj  
    +YVnA?r?  
    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。 "E =\Vz  
    Bvj-LT=)  
    1. 线栅偏振片的原理 r<,W{Va  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 ^|M\vO  
    1bs 8fUPB3  
    2. 建模任务 ~$-Nl  
    Bt[OGa(q  
    m{4e+&S|  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 &rj3UF@hb  
     偏振元件的重要特性： u4*7 n-(  
     偏振对比度 %T4htZa  
     透射率 ?9 hw]Q6r}  
     效率一致性 /^v?Q9=Y  
     线格结构的应用(金属) qfE>N?/  
    E~Eh'>Y(B  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    28J ; 9  
    <8nl}^d5  
    4. 建模任务：仿真参数 STmn%&  
    iTJSW  
    偏振片#1: 69AgPAv<k  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 E#?*6/  
     高透过率(最大化) W&23M26"{  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) ""Nu["|E  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) [zmx  
    偏振片#2: W!|A3V35\:  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 ihivJ Z  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 x-O9|%aRJ  
     光栅周期：100nm \W$bOp  
     光栅材料：钨 |_ZD[v S  
    D.elE:  
    5. 偏振片特性 6yEYX'_  
    04>dxw)8  
     偏振对比度：(要求至少50:1) 0?59o!@h  
    (GB2("p`  
    ej-x^G?C  
    Qwl=/<p1  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) Ba==Ri8$  
    {?tK]g#  
    DtkY;Yl  
    ;O` \rP5w  
    6. 二维光栅结构的建模 VbR /k,Co  
    Esh3 cn4  
    S0?4}7`A  
     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%P)_)- -V  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 &E|2-)  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 pUtd_8  
    v_-S#(  
    _cra_(b  
    PAG.],"D  
    7. 偏振敏感光栅的分析 q0|u vt"  
    ,'[&" Eg  
     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。 |tL57Wu93  
     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) I L dRN  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 Us4J[MW<  
    8. 利用参数优化器进行优化 242dT/j  
    P&PPX#%  
    zs#s"e:jeR  
     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。 ie4keVlXc  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 O 1T JJ8  
     在该案例种，提出两个不同的目标： +oKp>-  
     #1:最佳的优化函数@193nm 1n}q6oa=  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 aRFLh  
    UUb n7&  
    9. 优化@193nm |X&.+RI  
    +-_71rJc.  
    m# #( uSh  
     初始参数： x:'M\c7  
     光栅高度：80nm /7WN,a  
     占空比：40% s|iph~W!L  
     参数范围： V=yRE  
     光栅高度：50nm—150nm JNhHQvi\  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 6{h+(|.(  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 +Kc1a;  
    Wn;B~  
    c2M-/ x-:  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 {v&c5B~,\  
     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。 @\-i3EhR  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 zh5'oE&[yC  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 l5sBDiir%  
    =gI;%M\'  
    10. 优化@193nm结果 QmQsNcF~z  
    OO%< ~H  
    IT,d(UV_  
     优化结果： I5RV:e5b  
     光栅高度：124.2nm :1%z;  
     占空比：31.6% .Q'/e>0  
     Ex透过率：43.1% ^X2U A{  
     偏振度：50.0 QuuR_Ao?c'  
    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。
    ]RYk Y7>`  
    5#jna9Xc  
     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。 om3$=  
     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。 % :?_N  
     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。 Z4S0{:XY  
    `x;8,7W;B  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 g=eYl_P6  
    *2MM   
    _4E . P  
     初始参数： $lkd9r1   
     光栅高度：80nm [~&C6pR  
     占空比：40% g8+w?Zn}  
     参数范围： g@WGd(o0)  
     光栅高度：50nm—150nm /<Nb/#8  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) J &,N1B  
     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% -VK 6Fq  
    oZvQ/|:p!  
    T';<;6J**  
     优化结果： s3m]rC  
     光栅高度：101.8nm }gw `,i  
     占空比：20.9% <pd6,l\  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） $V"NB`T  
     偏振对比度：50.0 n^QOGT.s6`  
    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。 )tQG5.to  
    7mulNq  
    12. 结论 f'/@h Na3  
    DJl06-s V  
    • 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 N*t91 X  
         (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。
    U^_'e_)  
    75Xi%mlE7  
     
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