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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
    '&42E[0P  
    案例315（3.1） #9FY;~  
    !aQQq[  
    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。 v3 ]mZ}W$  
    R-lpsvDDL2  
    1. 线栅偏振片的原理 Wd<|DmSy  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 W34_@,GD  
    I5mtr  
    2. 建模任务 h}SP`  
    ~"8D]  
    0P7sMCYu  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 tX@G`Mr(  
     偏振元件的重要特性： 5eJMu=UpR  
     偏振对比度 ilr'<5 rq  
     透射率 sm9/sX!  
     效率一致性 5vo5t0^o  
     线格结构的应用(金属) cypb 6Q_  
    Wt 1]9{$  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    ILyI%DA&  
    TQ&1!~L*  
    4. 建模任务：仿真参数 5g\>x;cc  
     ; V)jC  
    偏振片#1: zPn 2  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 )Lb?ZXT3  
     高透过率(最大化) fv+t%,++:  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) >pRC$'Usx  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) vtu!* 7m  
    偏振片#2: L=#nnj-  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 c3]`W7E6L  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 x?rn< =  
     光栅周期：100nm .mwB'Ll  
     光栅材料：钨 8K@>BFk1.  
    4Mck/i2  
    5. 偏振片特性 Zc|V7 +Yx  
    B+r$_L&I  
     偏振对比度：(要求至少50:1) lV M )'m  
    VAnP3:  
    f@7HVv&  
    o>i@2_r\&H  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) unD.t  
     JcJc&cG  
    u0{R;)  
    wS+ekt5  
    6. 二维光栅结构的建模 UVlh7wjg  
    k;V (rf`  
    ?ytY8`PC  
     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。 {v>8Kp7_R  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 *F;W 1TF  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 R>T9 H0  
    J|=0 :G  
    U ljWBd  
    me  ,lE-  
    7. 偏振敏感光栅的分析 Zgw4[GpL  
    aExt TE  
     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。 4H*M^?h\#  
     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) ?"-1QG  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 Ou7nk:I@  
    8. 利用参数优化器进行优化 >QSlH]M  
    ?XllPnuKt%  
    U uEm{  
     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。 \]|(w*C  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 /1h ${mo~  
     在该案例种，提出两个不同的目标： &N.]8x5A  
     #1:最佳的优化函数@193nm h$l`)AH^  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 vw w>]Z}  
    \N[2-;[3  
    9. 优化@193nm 6lob&+  
    tUT:v K`  
    x T1MW  
     初始参数： :j&-Lc  
     光栅高度：80nm Nh[H[1"J  
     占空比：40% ~c`%k>$  
     参数范围： }uiD8b{I  
     光栅高度：50nm—150nm kca#ssN  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) o3cE.YUF  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 5$&',v(  
    fLg :+Ue<B  
    t03T1.:(Mg  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 K1CgM1v  
     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。 oer3DD(  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 ]]9 VI0   
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 QB"+B]rV  
    $CDRIn50  
    10. 优化@193nm结果 s1bb2R  
    6 \}.l  
    $6]1T>  
     优化结果： :u`gjj$:s  
     光栅高度：124.2nm dlH&8  
     占空比：31.6% 5}TTf2&Xo#  
     Ex透过率：43.1% "#P#;]\`  
     偏振度：50.0 0-:dzf  
    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。
    [&pMU)   
    2"EaF^?\  
     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。 \3T[Cy|5|  
     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。 A [_T~+-G  
     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。 2oo\SmO]  
    bFVY&  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 vLpIVNA]]Y  
    'HJ<"<  
    ',!>9Dj  
     初始参数： Z5eM  
     光栅高度：80nm {__NVv  
     占空比：40% VV"w{#XKw  
     参数范围： f h:wmc'  
     光栅高度：50nm—150nm -`D<OSt7  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) U#`2~Qv/1  
     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% Y/T-2)D  
    Q@[(0R1  
    hjz`0AS  
     优化结果： YB.@zL0.(  
     光栅高度：101.8nm S@Aw1i p  
     占空比：20.9% &q +l5L"  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） qq"0X! w  
     偏振对比度：50.0 <vt}+uMzXv  
    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。 Ro=dgQ0:t  
    '4}8WYKQ  
    12. 结论 5 p ,HkV  
    AWg'J  
    • 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 O7m-_#/\   
         (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。
    OVGB7CB]S  
    wQ8<%qi"L  
     
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