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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
    o]V.6Ge-  
    案例315（3.1） {Zw;<1{E  
    =84EX<B  
    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。 m{$+  
    )cL(()N  
    1. 线栅偏振片的原理 S~r75] "  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 [$K8y&\L  
    (z;lNl(*C  
    2. 建模任务 1mHS -oI9J  
    iN[6}V6Sm  
    Zs|Ga,T  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 Rkg)yme!N  
     偏振元件的重要特性： k)z>9z%D  
     偏振对比度 *Dq ++  
     透射率 DXj>u9*%  
     效率一致性 %Unwh1VG  
     线格结构的应用(金属) vx7=I\1  
    7V@r^/`8N  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    P3!@}!r8  
    CN` ~DD{  
    4. 建模任务：仿真参数 9: g]DIL  
    3S#p4{3   
    偏振片#1: dYOY8r/  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 }; 7I   
     高透过率(最大化) *[i49X&rd  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) JXRU9`3)A  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) DO{otn 9<  
    偏振片#2: 4V{&[ Z  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 m<#^c?u  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 hl0X, G+@  
     光栅周期：100nm > jiez,  
     光栅材料：钨 %R?WkG  
    ]jI<Js* F  
    5. 偏振片特性 RX{} UmU<  
    hMz)l\0  
     偏振对比度：(要求至少50:1) QoUdTIIL  
    e*`ht+  
    PPy~dp  
    SHSfe{n  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) *@^@7`W  
    (#6Fg|f4Y  
    6DU(KYN  
    78*8-  
    6. 二维光栅结构的建模 9D`K#3}  
    PP\ bDEPy  
    Nw9:Gi  
     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。 fUCjC*#1  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 Ad,n+%"e  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 :81d~f7  
    mA.,.<xE@  
    DC/Czkv9  
    /zXOta G  
    7. 偏振敏感光栅的分析 7@g0>1Fz  
    }:0ru_F)(4  
     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。 ~uq010lMno  
     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) D/"velV  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 S,5>/'fy0  
    8. 利用参数优化器进行优化 |ssl0/nk  
    )HI\T];  
    nql9SQ'\\  
     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。 .Mb0++% W  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 {9{X\|  
     在该案例种，提出两个不同的目标： /TPtPq<7:#  
     #1:最佳的优化函数@193nm ' =5B   
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 :JX2GRL4  
    uD?G\"L i  
    9. 优化@193nm oj{CNa  
    479X5Cl  
    R{Zd ]HT  
     初始参数： \\13n4fAv  
     光栅高度：80nm 9,JM$ Y {  
     占空比：40% mj9sX^$ dE  
     参数范围： Ua:@,};  
     光栅高度：50nm—150nm ^$% Sg//  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) t_!p({  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 / yBrlf  
    >W >Ei(f  
    'Nt)7U>oC9  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 +C~d;p  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 f@hM^%  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 \X\f ~CB  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 |kvH`&s  
    iSoQ1#MP)2  
    10. 优化@193nm结果 Dj c-f  
    AIn/v`JeX  
    573,b7Yf  
     优化结果： #| ,cy,v4  
     光栅高度：124.2nm flC%<V%'-  
     占空比：31.6% R)*DkL!  
     Ex透过率：43.1% N8Zz6{rp  
     偏振度：50.0 GrJLQO0$N  
    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。
    [|c%<|d2  
    6YNL4HE?  
     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。 a,S;JF)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。 M.s'~S7y  
     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。 q!'p   
    ihwJBN>(  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 4c(Em+ 4  
    A&Aj!#  
     P33xt~  
     初始参数： P[G>uA>Z1  
     光栅高度：80nm p$|7T31 *  
     占空比：40% UQ0<sI=  
     参数范围： *n EkbI/  
     光栅高度：50nm—150nm MomHSvQ\  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) LOi}\O8  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% .S-)  
    Kd^.>T-  
    J=$\-  
     优化结果： =(7nl#o  
     光栅高度：101.8nm b=/'c Q  
     占空比：20.9% LYRpd  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） +ppA..1  
     偏振对比度：50.0 xIa7F$R 0  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 b\`S[  
    Pb8@owG8  
    12. 结论 oS..y($TI  
    [F-GaaM  
    • 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 RM `qC  
         (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。
    \|{/.R  
    NvJ5[W  
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