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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
    gJ~*rWBK:  
    案例315（3.1） :q[n1 O[Ch  
    . pEeR  
    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。 d?X6x  
    @[Qg}'i  
    1. 线栅偏振片的原理 =QO[zke:  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 \@" . GM%  
    eZkz 1j~  
    2. 建模任务 -2Cf)>`v  
    <Y'YpH`l  
    \I{A33i2w  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 t|"d#5'  
     偏振元件的重要特性： )@|Fh@|  
     偏振对比度 fB}5,22  
     透射率 d"a7{~l  
     效率一致性 zszx@`/3  
     线格结构的应用(金属) U>jk`?zW  
    MpvA--  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    K1nwv"  
    'MlC 1HEp  
    4. 建模任务：仿真参数 g7yHhF>%X  
    -T6%3>h  
    偏振片#1: ,IB)Kk2  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 `g1~ya(MC  
     高透过率(最大化) u;1NhD<n  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) 7ij=%if2@k  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) l@jJJ)Qyk  
    偏振片#2: _j tS-CnO  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 L,GtIZkE  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 LA0x6E+I  
     光栅周期：100nm z:7F5!Z  
     光栅材料：钨 }#^F'%zf  
    /aEQ3x  
    5. 偏振片特性 j"=jK^  
    IvSrJe[;  
     偏振对比度：(要求至少50:1) x"T^>Q  
    }TLC b/+  
    ;S j* {  
    "& |2IA  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) 7[ji,.7  
    AtYYu  
    rnaDo\5  
    O, 6!`\ND  
    6. 二维光栅结构的建模 4w[ta?&6B  
    Z%Kj^ M  
    :UciFIa  
     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。 EHjhe z  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 go5!zSs  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 =? aB@&  
    c:TP7"vG  
    w!M ^p&T7  
    -6>rR{z  
    7. 偏振敏感光栅的分析 -lEh}r  
    N`MQHQ1  
     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。 ~`.%n7  
     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) J n/=v\K@  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 \}W.RQ^3  
    8. 利用参数优化器进行优化 ; & +75n  
    t]XJ q  
    c5pG?jr+d  
     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。 SO"P3X  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 @I:&ozy }=  
     在该案例种，提出两个不同的目标： (1vS)v $L  
     #1:最佳的优化函数@193nm "(GeW286k  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 fOAb?:D  
    GK+w1%6)  
    9. 优化@193nm .}s a2-  
    _aYQ(FO  
    :8 :>CHa  
     初始参数： \PJ89u0  
     光栅高度：80nm `!N?#N:b)  
     占空比：40% ]ghPbS@  
     参数范围： *uR'eXW  
     光栅高度：50nm—150nm i YkNtqn/  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) C? S%fF  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 e +U o-CO  
    V-0Y~T  
    ;{RQ+ZX'[  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 ww,'n{_  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 3&f{lsLAC  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 r9[J3t*({~  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 {rQ`#?J}^?  
    >{Djx  
    10. 优化@193nm结果 iDr0_y*t  
    C.O-iBVe#  
    Vv]mME@  
     优化结果： |n;7fqK  
     光栅高度：124.2nm A:(uK>5{Kk  
     占空比：31.6% d|3[MnU[a  
     Ex透过率：43.1% #q%/~-Uk  
     偏振度：50.0 NT'Yh  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    ko$R%W&T  
    ]h6<o*  
     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。 GU`2I/R  
     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{0 D<"  
     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。 :M16ijkx  
    q_bB/   
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 wuCODz@~  
    nm..$QL  
    O#g31?TO  
     初始参数： 1ARIZ;H  
     光栅高度：80nm utv.uwfat  
     占空比：40% V! p;ME  
     参数范围： f|!zjX`  
     光栅高度：50nm—150nm 8}2 `^<U  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) o'G")o  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% Ex<0@Oz  
    c)?y3LX  
    TD'1L:mv  
     优化结果： Em;zi.Y+V  
     光栅高度：101.8nm P$Nwf,d2u  
     占空比：20.9% V0>,Kxk  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） occ}|u  
     偏振对比度：50.0 {dDU^7O  
    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。 tP3Upw"U  
    raCxHY  
    12. 结论 @L0.Z1 ).  
    *:iFhKFU  
    • 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 \O56!,k  
         (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。
    t5S S]  
    ~O!v?2it8q  
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