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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
    OkUpgXU  
    案例315（3.1） dkp[?f)x  
    LkB!:+v |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。 sB/s17ar  
    \8aF(Y^H  
    1. 线栅偏振片的原理 Y/(-mcR  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 X($SBUS6  
    K7VG\Ec  
    2. 建模任务 ][1u:V/ U  
    9iNns;^`q  
    OFbg]{ub?  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 9v2 ;  
     偏振元件的重要特性： r2'rf pQ  
     偏振对比度 2:F  
     透射率 _If?&KJ r  
     效率一致性 T+D]bfjr&&  
     线格结构的应用(金属) 34:EpZO@  
    DdO '  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    !l^AKn|  
    S$WM&9U   
    4. 建模任务：仿真参数 c10).zZ  
    lHqx}n@e  
    偏振片#1: A$6b=2hc>  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 9-6_:N>  
     高透过率(最大化) "6QMa,)D  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) V,5}hQJ F  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) Zx 1z hc  
    偏振片#2: b15qy?`y  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 Th^#H  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 %MNV 5UA[w  
     光栅周期：100nm ;# j 82  
     光栅材料：钨 i`'^ zR(`i  
    Ti'kn{ Zv  
    5. 偏振片特性 Fo~v.+^?  
    w\*/(E<:  
     偏振对比度：(要求至少50:1) ]L^M7SKE6  
    %T\x~)  
    F k;su,]_  
    }C.{+U  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) o hlVc%a  
    R?s\0  
    Bdepvc}[#  
    #+k[[; 0  
    6. 二维光栅结构的建模 ![^h<Om  
    zmRK%a(  
    Z+(V \  
     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。 "mK (?U!A  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 qH"a!  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 [^~9wFNtd  
    K/cK6Yr  
    [CX?Tt  
    UULL:vqq  
    7. 偏振敏感光栅的分析 EQC  
    RC%r7K f  
     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。 F DX+  
     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) {m:R v&T  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 ArK9E!`^  
    8. 利用参数优化器进行优化 !yrHVc  
    \'*`te:{  
    #" -^;Z  
     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。 +9CUnRv  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 +to9].O7y  
     在该案例种，提出两个不同的目标： rK|&u v*b  
     #1:最佳的优化函数@193nm 8ZfIh   
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 \-ws[  
    Y'1V(5/&  
    9. 优化@193nm ^#se4qQ  
    n4y6Ua9m{  
    wkA!Jv%  
     初始参数： B)8Hj).@B  
     光栅高度：80nm }* JMc+!9@  
     占空比：40% zAJUL  
     参数范围： uF"`y&go  
     光栅高度：50nm—150nm y:[]+  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 4+,Z'J%\[7  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 %tQ{Hf~  
    va2A@U  
    J?fh3RW9  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 Q@VnJ,  
     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。 X(28 xbd|  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 X{9o8 *V  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 !5!$h` g  
    {`CWzk?  
    10. 优化@193nm结果 6qpV53H  
    F6VIH(  
    f`=T@nA  
     优化结果： 5V8C+k)  
     光栅高度：124.2nm 5>Yd\(`K  
     占空比：31.6% FH`&C*/F0Y  
     Ex透过率：43.1% 7#qL9+G  
     偏振度：50.0 b)^ZiRW``  
    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。
    CT%m_lN  
    ^|(4j_.(e  
     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。 ~ O=|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。 T<k1?h^7  
     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。 Q9tE^d+%  
    u@u.N2H.%  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 W+C_=7_  
    E?U]w0g  
    0.+eF }'H  
     初始参数： fO!O" D5  
     光栅高度：80nm ]GKx[F{)  
     占空比：40% ATp  6-  
     参数范围： bv>lm56  
     光栅高度：50nm—150nm #gJ~ {tA:  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) L#q9_-(#  
     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% utJVuJw:t  
    NVWeJ+w  
    #ic 2ofI  
     优化结果： y]f^`2L!8>  
     光栅高度：101.8nm A=]F_  
     占空比：20.9% H<7DcwXv  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） s Xk?.A_D  
     偏振对比度：50.0 cGzYW~K  
    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。 @Qjl`SL%O^  
     )\\V s>9  
    12. 结论 ,T*_mDVY  
    TM}'XZ&  
    • 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 yXo0z_ G  
         (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。
    M2P@ &  
    |aAWW d5  
     
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