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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
    "MeVE#O  
    案例315（3.1） 8|gIhpO?^  
    :@Pl pF K  
    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。 3<Lx&p~%T  
    jRa43ck  
    1. 线栅偏振片的原理 7g^]:3f!   
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 !aUs>1i  
    gt) I(  
    2. 建模任务 RU|Q ]Ymx  
    soxc0OlN  
    G/E+L-N#`  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 }J}-//[A  
     偏振元件的重要特性： +|3@=.V  
     偏振对比度 AI2)g1m  
     透射率 hPB9@ hT$  
     效率一致性 kdiM5l70  
     线格结构的应用(金属) hPkp;a #  
    8S TvCH"Z_  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    ScOK)nL"  
    E:68?IJ  
    4. 建模任务：仿真参数 [jQp~&nY  
    b=C*W,Q_#  
    偏振片#1: yX>K/68  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 9c bd~mM{  
     高透过率(最大化) i}f"yO+Q+  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) RNk\.}m  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) >58YjLXb  
    偏振片#2: K-)] 1BG  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 xK[ou'  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 uh0VFL*@  
     光栅周期：100nm ,Zx0%#6  
     光栅材料：钨 l\H=m3Bg  
    5vQHhwO50k  
    5. 偏振片特性 RMV/&85?y  
    r8?gD&c}  
     偏振对比度：(要求至少50:1) <dWv?<o  
    g/d<Zfq<{  
    4i;{!sT  
    ,<_A2t 2  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) e(&v"}Ef`  
    QO:!p5^:  
    1s&zMWC  
    ) w5SUb  
    6. 二维光栅结构的建模 ,2oWWsC7  
    }0*@fO  
    J1U/.`Oy  
     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。 p$c6<'UqH  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 EWhK0Vej=  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 O/(`S<iip  
    q9K)Xk$LF  
    m])y.T  
    net@j#}j-  
    7. 偏振敏感光栅的分析 xIW3={b3  
    ?zMHP#i  
     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。 79j+vH!zh  
     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) p`dU2gV  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 Et_bH%0  
    8. 利用参数优化器进行优化 PdFKs+Z`  
    gs[uD5oo<  
    ;8&3 dm]  
     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。 2zA4vZkbcw  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 ?!:ha;n  
     在该案例种，提出两个不同的目标： ^)S;xb9  
     #1:最佳的优化函数@193nm `?rSlR@+[I  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 B]wk+8SMY.  
    HRCT }  
    9. 优化@193nm )EuvRLo{S7  
    Kk0g0C:"EO  
    x+:UN'"r  
     初始参数： {lDd.Fn  
     光栅高度：80nm M)+H{5bt  
     占空比：40% 9&2O 9Nz6  
     参数范围： wssRA?9<  
     光栅高度：50nm—150nm VcYrK4  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) d L 1tl  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 u%KTNa0  
    R?|.pq/Ln  
    kCF>nt@  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 /9*B)m"  
     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。 AT 3cc  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 %lhEM}Sm  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 ^zmG0EH,  
    (Z q/  
    10. 优化@193nm结果 G6P?2@  
    .V/Rfq  
    A RuA<vQ  
     优化结果： P6`u._mX  
     光栅高度：124.2nm bHYy}weZ  
     占空比：31.6% Yui3+}Ms  
     Ex透过率：43.1% orpriO|qD  
     偏振度：50.0 dr}`H,X"3  
    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。
    O, wJR  
    .t-4o<7 3  
     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。 Oc#syfO  
     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。 Tbih+# ?  
     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。 $y&E(J  
    &X ):4  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 #e1>H1eU  
    faX#**r  
    .Iw AK/QS  
     初始参数： Ecefi pG  
     光栅高度：80nm @Zu5VpJ  
     占空比：40% w~A{(- dx  
     参数范围： A]0 St@  
     光栅高度：50nm—150nm ~d4 )/y  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 5"@*?X K^  
     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% Ad8n<zt|  
    $E~`\o%Ev  
    S(I{NL}= $  
     优化结果： }Yzco52  
     光栅高度：101.8nm I\{ 1u  
     占空比：20.9% Q5`*3h6p=  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） Y|f[bw  
     偏振对比度：50.0 @7]yl&LZ  
    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。 5E;qM|Ns  
    c /HHy,  
    12. 结论 - q1?? u  
    |(E FY\  
    • 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 F=e8IUr  
         (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。
    O!#g<`r{K  
    2B[X,rL.pX  
     
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