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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
    )K 0rPnYV  
    案例315（3.1） mm`yu$9gbP  
    Hc-68]T  
    该应用案例说明了两个不同紫外光谱偏振片的参数优化，紫外偏振片具有亚波长线栅结构。两个系统具有不同的功能，如193nm工作波长和以及在期望光谱范围内效率的一致性。 2$> <rB  
    u85Uy yN  
    1. 线栅偏振片的原理 N9AM% H$7  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 m@c\<-P  
    Cbr>\;sc2Z  
    2. 建模任务 ,6T3:qkkvF  
    D"s ]dQ$r  
    fJOA5(  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 }FAO.  
     偏振元件的重要特性： Z'\{hL S  
     偏振对比度 5PT*b}g@  
     透射率 +Ft@S(IE  
     效率一致性 _Dg|Iz,Uh  
     线格结构的应用(金属) ":Ll. =!  
    s#C~HK  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    Ov~>* [  
    E<4'4)FHuQ  
    4. 建模任务：仿真参数 kiR+ Dsl  
    !Im{-t  
    偏振片#1: H.s:a#l?  
     偏振对比度不小于50@193nm波长  5wy3C  
     高透过率(最大化) %D<>F&h  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) r| 0wIpi6Q  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) J*"G*x#u  
    偏振片#2: "s rRlu  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 eQ eucmQd{  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 T.#Vma  
     光栅周期：100nm P4dhP-t  
     光栅材料：钨 {);<2]o| 6  
    ;{K/W.R  
    5. 偏振片特性 L[.RV*sL  
    DH{^9HK  
     偏振对比度：(要求至少50:1) Yuqt=\? #  
    Qj',&b  
    85]3y%f9  
    ` @Tl7I\  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%)  `\#J&N  
    ,e5#wz  
    -jQM h  
    0l>4Umxr{J  
    6. 二维光栅结构的建模 YO`V'6\  
    _ -C{:rV  
    +{pS2I}d  
     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。 QcG-/_,'}  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 I<^&~==  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 <vUhJgN2/  
    "jMSF@lr  
    ;ax%H @o  
    S{F'k;x/5  
    7. 偏振敏感光栅的分析 [BzwQ 4  
    UbSAyf  
     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。 UKBaGX:v  
     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) t*{BN>B  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 E\dJb}"x %  
    8. 利用参数优化器进行优化 A/w7 (  
    g6~B|?!  
    [|"{a  
     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。  El:&  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 g|rbkK%SoE  
     在该案例种，提出两个不同的目标： $`Hb -  
     #1:最佳的优化函数@193nm m6^n8%  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 78-D/WY/X  
    < k?jt  
    9. 优化@193nm f?|cQ[#t!\  
    j$jgEtPK9=  
    UUaC@Rs2  
     初始参数： oVYW '~OID  
     光栅高度：80nm RDWUy (iX  
     占空比：40% pGdo:L?  
     参数范围： 1xzOD@=dI  
     光栅高度：50nm—150nm MiB}10  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) aokV'6  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 40)Ti  
    a1yGgT a?D  
    .`Rju|l  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 P!K;`4Ika  
     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。 ZI/Ia$O  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 n+9rx]W,  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 Hm*?<o9mxC  
    qVMBZ\`Qm  
    10. 优化@193nm结果 \4 5%K|  
    99tKs  
    r ; pS_PV  
     优化结果： 1sN >U<  
     光栅高度：124.2nm E[2>je  
     占空比：31.6% >4&s7][Q|  
     Ex透过率：43.1% "{"745H5  
     偏振度：50.0 h#Q Sx@U6  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    D3xyJ  
    (f `zd.  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 q6a7o=BP]  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 lbUUf}   
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 gOL-b9W  
    Q8>  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 n 0rAOkW  
    KKJ)BG?qZ  
    &x>8 %Q s  
     初始参数：  "yA=Tw  
     光栅高度：80nm g ;To}0H  
     占空比：40% v3 ]mZ}W$  
     参数范围： lPO +dm  
     光栅高度：50nm—150nm \6WVs>z  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) }{S f*  
     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% .&2Nm&y$ K  
    W&`{3L  
    c|KN@)A  
     优化结果： >3&Oe  
     光栅高度：101.8nm !5zDnv  
     占空比：20.9% .Mb<.R3  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） (`me}8  
     偏振对比度：50.0 09L"~:rg  
    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。 QK0-jYG^  
    3Eu;_u_  
    12. 结论 lJIcU RI4  
    U+2U#v=<  
    • 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 |(77ao3  
         (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。
    q-|j =  
    _(1Shm  
     
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