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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
    \ovs[&  
    案例315（3.1） y]9R#\P/  
    *X5)9dq  
    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。 -YoL.`s1   
    kUT2/3Vi  
    1. 线栅偏振片的原理 )ycI.[C  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 {UNH?2  
    K.tNV{OL  
    2. 建模任务 Mw[3711v  
    rYUIFPN  
    hA=uoe\  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 x6ghO-s  
     偏振元件的重要特性： 2D\ pt  
     偏振对比度 ZR>BK,  
     透射率 .#EU@Hc  
     效率一致性 w OL,LU  
     线格结构的应用(金属) D%SOX N  
    Y;'<u\^M"  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    \C~X_/sg  
    \"P{8<h.3  
    4. 建模任务：仿真参数 U-|]A\`)I  
    ~Xi@#s~  
    偏振片#1: D(b01EQ;d  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 :e<jD_.X  
     高透过率(最大化) NAYLlW}A  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) $5nMD=   
     光栅材料：钨(适用于紫外波段)  ?kjQ_K  
    偏振片#2: jIh1)*]054  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 r$jWjb  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 1U\ap{z@  
     光栅周期：100nm B,b8\\^k|  
     光栅材料：钨 >$Y/B=e  
    ZL|aB886  
    5. 偏振片特性 Bdo{zv&A  
    eORXyh\K  
     偏振对比度：(要求至少50:1) Pnytox  
    x&B&lFmo 8  
    *s6 x  
    {Jn0G;  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) <q63?Ms'  
    7QO/; zL  
    8Vu@awz{L  
    ]b- 2:M  
    6. 二维光栅结构的建模 ;lObqs*?>  
    -()WTdIy  
    k 9i W1  
     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。 =<]`'15"V  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 4v[y^P  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 ]545:)Q1  
    91OxUVd  
    v l"8Oi*r^  
    ;|Cd q  
    7. 偏振敏感光栅的分析 '9\cIni0  
    +p 6Ty2rz  
     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。 ]r`;89:s>  
     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) Eq-+g1a  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 N{J 1C6  
    8. 利用参数优化器进行优化 1>(EvY}Y\  
    \,R;  
     _a09;C  
     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。 d4o ^+\  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 M}] *j  
     在该案例种，提出两个不同的目标： 9f~qD&~  
     #1:最佳的优化函数@193nm eV7;#w<]  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 $6Ma{rC|  
    G'|ql5Zw  
    9. 优化@193nm >u=  
    t:wBh'K~R8  
    vQrxx  
     初始参数： v[L+PD U  
     光栅高度：80nm HT<p=o'$Z  
     占空比：40% n#!c!EfG  
     参数范围： ; Y/nS  
     光栅高度：50nm—150nm }rQQe:{]B  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) Jg#0g eU  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 T Q41i/{  
    99yWUC,  
    2"&GH1  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 Yxq!7J  
     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。 t/ \S9  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 z;JV3) E  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 $J1`.Q>)4  
    `v -[&  
    10. 优化@193nm结果 zPnb_[YF  
    SkuR~!  
    =g+}4P  
     优化结果： !wp1Df[  
     光栅高度：124.2nm f*%kHfaXgN  
     占空比：31.6% etX@z'H  
     Ex透过率：43.1% 7O1MC 8{  
     偏振度：50.0 r+#{\~r7T  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    |z)s9B;:#i  
    E#!N8fQ  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 tW/k  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 Y`~B> J  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 h,c*:  
    Kq[4I[+R  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 #mV2VIX#Jv  
    a0NiVF-m%  
    ^J]&($-  
     初始参数： O9daeIF0#  
     光栅高度：80nm 3ijPm<wn  
     占空比：40% Vh~hfj"  
     参数范围： R-%6v2;ry  
     光栅高度：50nm—150nm :#:|:q.]  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ((ebSu2-?$  
     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% 5L3+KkX@  
    2E }vuw=c  
    K]|UdNo  
     优化结果： 4jXo5SkEJ  
     光栅高度：101.8nm z& ;8pZr  
     占空比：20.9% +2`BZ}5y  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） TuQGF$n@  
     偏振对比度：50.0 JuO47}i]5  
    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。 SIp)&  
    <Y k i8  
    12. 结论 X['9;1Xr  
    1AAyzAP9`  
    • 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 C8K2F5c5  
         (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。
    y,5qY}P+  
    `,]Bs*~  
     
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