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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
    qa0Zgn5q  
    案例315（3.1） s2WB4U k  
    ><qE5D[  
    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。 GkFNLM5'  
    vcHDFi  
    1. 线栅偏振片的原理 'P#I<?vB  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 ntejFy9_  
    m<4Lo0?nS  
    2. 建模任务 &IYkeGQr  
    C2v7(  
    j;.&+.  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 oP6G2@3P/  
     偏振元件的重要特性： f9$q.a*  
     偏振对比度 J:a^''  
     透射率 }s[/b"%y  
     效率一致性 [>86i  
     线格结构的应用(金属) &#l M$7/  
    OH w6#N$\  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    VrK5a9*^  
    G'Y|MCKz>  
    4. 建模任务：仿真参数 VbYapPu4b!  
    2RCnk&u  
    偏振片#1: l?;S>s*\?  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 t JP(eaqZ  
     高透过率(最大化) T5h[{J^  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) b+>godTi_  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) 3'wBX  
    偏振片#2: cg5DyQ(  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 $B2@mC([S  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 h! <8=V(  
     光栅周期：100nm DI\sq8J^  
     光栅材料：钨 xjpW<-)MLf  
    ra1hdf0"  
    5. 偏振片特性 7Fp2=j  
    s5HbuyR^  
     偏振对比度：(要求至少50:1) o&zV8DE_v  
    YS*t7  
    vh C"f*  
    BG"6jQh  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) @ h]H_  
    h| Ih4  
    D<`X B*  
    q3:tZoeXV  
    6. 二维光栅结构的建模 JpDkf$kM  
    {~SR>I3sv  
    |*b8-a8<  
     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。 cQny)2k*x  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 So:89T  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 *sTQ9 Kr  
    `PL!>oa(8  
    '&Ku Ba  
    Z& %61jGK  
    7. 偏振敏感光栅的分析 JF7T1T  
    0czy:d,M%  
     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。 h4/rw fp^  
     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) b+3pu\w `  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 7j Q`i;L}Y  
    8. 利用参数优化器进行优化 Z8x(_ft5  
    )JPcSy*  
    j{vzCRa>8  
     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。 ,oC r6 ]  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 wv<"W@& 9  
     在该案例种，提出两个不同的目标： mXr)lA  
     #1:最佳的优化函数@193nm yVL~SH|  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 AXyuXB  
    w3*JVIQC  
    9. 优化@193nm <1y%ch;  
    C}!|K0t?  
    7G/"!ePW6`  
     初始参数： -+L1Hid.7  
     光栅高度：80nm 4&\m!s  
     占空比：40% #&2mu  
     参数范围： 8wBns)wy@  
     光栅高度：50nm—150nm v1} $FmHL"  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) N5_v}<CN  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 'D1@+FFU0  
    {E9Y)Z9  
    /4|qfF3  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 ,Yo In  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 i@2?5U>h  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 ':Te#S  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 rg`"m  
    b;yhgdFx  
    10. 优化@193nm结果 R}0c O^V  
    6ul34\;  
    aAX 8m  
     优化结果： xkX, l{6  
     光栅高度：124.2nm )b =$!  
     占空比：31.6% e0D;]  
     Ex透过率：43.1% {PfE7KH  
     偏振度：50.0 ?.T=(-  
    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。
    9TF[uC)-2  
    1:,aFp>qr  
     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。 vs.q<i-u  
     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。 #hai3>9|B  
     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。 w,\Ua&>4  
    '\9A78NV{;  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 a9"Gg}h\  
    Dr;@)  
    z_zr3XR9  
     初始参数： 4Q$\hO3b  
     光栅高度：80nm ,3^N_>d$W  
     占空比：40% `+<5QtD  
     参数范围： 4 0Du*5M  
     光栅高度：50nm—150nm ~2pctqMA  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) "xh]>_;&'  
     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% Tj.;\a|d  
    u~G,=n  
    TfJB;  
     优化结果：  iKDGYM  
     光栅高度：101.8nm p<$z!|7m  
     占空比：20.9% N&=,)d~M  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） /$B<+;L!#  
     偏振对比度：50.0 5H<rI?  
    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。 FO*Py)/rX  
    iX4/;2B=,  
    12. 结论 #j@Su )+  
    dLv\H&  
    • 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 w;X-i.%`  
         (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。
    75{QBlf<  
    @$Y`I{Xf  
     
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