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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
    }]fJ[KbDp  
    案例315（3.1） kdr?I9kwW  
    hny(:Dj  
    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。 X+R?>xq{=h  
    "s?!1v(v  
    1. 线栅偏振片的原理 G!%Cc0d"7  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 xJ0Q8A  
    Z`W @Od$f  
    2. 建模任务 eD#R4  
    W-72&\7  
    r+#!]wNPe  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 o3s ME2  
     偏振元件的重要特性： |Z"5zL10  
     偏振对比度 f^EDiG>b`  
     透射率 ox}LC, !  
     效率一致性 ulqh}Uv'  
     线格结构的应用(金属) /q3]AVV  
    v?9  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    UNc[h&@_  
    n)~9  
    4. 建模任务：仿真参数 z }t{bm  
    uyp|Xh,  
    偏振片#1: GadZ!_.f  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 ya*KA.EGg  
     高透过率(最大化) McXid~  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) 3ZAPcpB2  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) H7I&Ky  
    偏振片#2: szDd!(&pv  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 3T<aGW1  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 $_u9Y!  
     光栅周期：100nm 9"#,X36  
     光栅材料：钨 %GY U$aA  
    X}Oo5SNgff  
    5. 偏振片特性 (b]r_|'  
    )J['0DUrZK  
     偏振对比度：(要求至少50:1) l<89[{9o  
    ^xpiNP!?a  
    C `>1x`n  
    GJ3@".+6  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) t3w:!' Ato  
    [Ju5O[o  
    5 wT e?  
    yLDv/r  
    6. 二维光栅结构的建模 _>k&,p]y  
    LRuB&4r8  
    !n?8'eqWru  
     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。 AMm)E  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 6UXDIg=  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 Ha}TdQ%  
    _tJm0z!  
    pSzO )j  
    %#zqZ|q  
    7. 偏振敏感光栅的分析 IGtpL[.;/  
    ^`MGlI}   
     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。 -%g$~MZ?'  
     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) k^Gf2%k  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 ):c)$$dn  
    8. 利用参数优化器进行优化 (sfy14>\  
    n'42CE  
    hA6D*8oXD  
     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。 ;4!,19AT  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 GjfPba4>  
     在该案例种，提出两个不同的目标： REj<2Lo  
     #1:最佳的优化函数@193nm 0[O."9  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 Si:$zGL$(  
    =Ay'\j  
    9. 优化@193nm JSAbh\Mq6  
    sb3k? q  
    /|HVp  
     初始参数： ?uBZ"^'  
     光栅高度：80nm 0|^/e -^  
     占空比：40% gjGKdTr'  
     参数范围： ^F e %1Lnt  
     光栅高度：50nm—150nm e0nr dM[i  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) *2(W`m  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 TB@0j ;g  
    P#ro;3S3y  
    ;GjZvo  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 D J: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。 6M/*]jLq4  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 \H -,^[G3  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 O.HaEg/-  
    g:yUZ;U  
    10. 优化@193nm结果 p3L0'rY|+  
    ^G*zFqa+`  
    #@v$`Df<  
     优化结果： G8Qo]E9-/  
     光栅高度：124.2nm (3[Lz+W.u  
     占空比：31.6% XoZw8cY  
     Ex透过率：43.1% dm+}nQI \  
     偏振度：50.0 J:  T  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    *}n)KK7aT  
    )dMXn2O  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 jb5nL`(j$  
     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。 `PH*tdYrh  
     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。 qtQB}r8  
    K5ywO8_6`  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 y=H\Z/=  
    `Qrrnq  
    vvDaL$  
     初始参数： 4NN81~v 4  
     光栅高度：80nm ,O;+fhUJ(  
     占空比：40% .0eHP  
     参数范围： +1] xmnts  
     光栅高度：50nm—150nm eT4+O5t  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) , id`=L=  
     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% Hh<3k- *d  
    kV mJG#  
    ?d? cD  
     优化结果： =)p/p6  
     光栅高度：101.8nm 6$l6>A  
     占空比：20.9% 2Y2J)5,  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） 2Y+8!4^L a  
     偏振对比度：50.0 &7gE=E(M  
    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。 u\]aUP e  
    BUozpqN}  
    12. 结论 7T)J{:+0!|  
    q%/ciPgE  
    • 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 " * Qwaq_  
         (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。
    DJF-J#  
    r$7D;>*O{  
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