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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
    xC;$/u%'  
    案例315（3.1） )%j)*Ymz;  
    X<9DE!/)  
    该应用案例说明了两个不同紫外光谱偏振片的参数优化，紫外偏振片具有亚波长线栅结构。两个系统具有不同的功能，如193nm工作波长和以及在期望光谱范围内效率的一致性。 D"x~bs?V\  
    RM<\bZPc  
    1. 线栅偏振片的原理 %7|qnh6  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。  L<QDC   
    [2\`Wh:%P  
    2. 建模任务 df J7Dhn  
    JR<R8+@g_  
    2PeI+!7s  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 ' xi..  
     偏振元件的重要特性： fGe{7p6XV*  
     偏振对比度 v<c Hx/  
     透射率 nVM`&azD  
     效率一致性 {W4t]Ff  
     线格结构的应用(金属) Y-{spTI  
    Ol-'2l  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    :<(<tz7dj  
    9E#(iP  
    4. 建模任务：仿真参数 G7=8*@q>:  
    %4-pw|':  
    偏振片#1: 'Qfy+_0  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 kg@J.   
     高透过率(最大化) p-6.:y  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) HZ}'W<N  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) {r}}X@|5  
    偏振片#2: H5%I?ZXw4  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 Q$zlxn 7\  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 Z)&HqqT3p  
     光栅周期：100nm R 1b`(  
     光栅材料：钨 HWU{521  
    k %rP*b*  
    5. 偏振片特性 nc{ <v  
    ?d0Dfqh_  
     偏振对比度：(要求至少50:1) ^KF'/9S  
    {p\KB!Y-  
    t8+93,*B  
    UmuFzw^  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ,5?MRqCM  
    `j$d(+Gv  
    .WPqK >79|  
    sg2C_]i,H  
    6. 二维光栅结构的建模 iTvCkb48m  
    H}~^,B2;  
    qprOxP r  
     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。 &Os Ritj  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 /W>"G1)  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 ]rm=F]W/n  
    0Q9OQqg m  
    ~>R)H#mP7  
    5~F0'tb|}  
    7. 偏振敏感光栅的分析 OR9){qP  
    c 1GP3  
     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。 A~>=l=  
     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) `QF|> N  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 (Vv]:Y]  
    8. 利用参数优化器进行优化 19t*THgq  
    Sx"I]N  
    1hWz%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。 9 JtG&^*  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 *2MTx   
     在该案例种，提出两个不同的目标： A&'%ou  
     #1:最佳的优化函数@193nm }+J@;:  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 R2s>;V.:  
    t} M3F-NZ  
    9. 优化@193nm : \OvVS/  
    : eFc.>KoD  
    S@)bl  
     初始参数： }"Cn kg  
     光栅高度：80nm DeSTo9A}!  
     占空比：40% nE;gM1I  
     参数范围： F! e`i-xt  
     光栅高度：50nm—150nm '7R'fhiO/3  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) kDh(~nfj  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 bl<7[J.  
    &/F[kAy  
    lg+g:o  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 W V U9NmvE  
     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。 nL!@#{z  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 ]Dg0@Y  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 sQs5z~#51*  
    ?g4|EV-56  
    10. 优化@193nm结果 $O8V!R*  
    y9hZ2iT  
    u'1=W5$rK  
     优化结果： {eEWfMKIn  
     光栅高度：124.2nm uek3Y[n  
     占空比：31.6% Fw m:c[G  
     Ex透过率：43.1% dCTpO  
     偏振度：50.0 !ei20@  
    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。
    :t^})%  
    C>dJ:.K%H  
     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。 4/WCs$  
     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。 @&##c6\$  
     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。 X)OP316yx  
    Uc0'XPo3I  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 #>B1$(@  
    #U D  
    ?/MXcI(  
     初始参数： )d u{ZWr  
     光栅高度：80nm );DIrA  
     占空比：40% U(4_X[qD  
     参数范围： nk 9 K\I  
     光栅高度：50nm—150nm )\Q|}JV  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) O Zm[i H  
     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% K<JP9t6Qd  
    ss8v4@C  
    i6 ?JX@I  
     优化结果： <h51KPo^P  
     光栅高度：101.8nm M&c1iK\E8  
     占空比：20.9% N-YZ0/c  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） 1>y=i+T/b  
     偏振对比度：50.0 G5J ZB7C  
    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。 [+,U0OV,  
    k.[) R@0%  
    12. 结论 "mDrJTWa  
    e*6` dz@  
    • 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 H)aC'M^  
         (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。
    ^>{;9 lo<  
    !DL53DQ#  
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