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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
    dc)wu]  
    案例315（3.1） K.r!?cfv  
    |oFI[PE  
    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。 <EOg,"F  
    l [x%I  
    1. 线栅偏振片的原理 d^_itC;-,  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 n<+~ zQ  
    zH'!fhcy  
    2. 建模任务 BMe72  
    UT % #K%  
    {\F2*P  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 @V7;TJk  
     偏振元件的重要特性： @b8X%0B7  
     偏振对比度 vB]3Xb3a  
     透射率 @s3aR*ny$  
     效率一致性 0.3^   
     线格结构的应用(金属) ./2Z?,  
    s%hU*^ 8  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    C!`>cUhE{  
    S54gqc1S]  
    4. 建模任务：仿真参数 !;ZBL;qY9  
    v5P*<U Ax  
    偏振片#1: 6{lG1\o  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 0LZ=`tI  
     高透过率(最大化) JIB?dIN 1  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) \;'_|bu3.  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) Cd$dn HVh  
    偏振片#2: PV?1g|tYv  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 Hs.6;|0%  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 KC#kss  
     光栅周期：100nm cYE./1D a  
     光栅材料：钨 70d] d+M|  
    xNocGtS  
    5. 偏振片特性 7=; D0SS  
    7j4ej|Fjo  
     偏振对比度：(要求至少50:1) qZ `nZi  
    J~M H_N  
    [BJ$|[11  
    X!7 c zt  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ab8oMi`z  
    z +y;y&P  
    F]/L!   
    ecM4]U  
    6. 二维光栅结构的建模 UZ[/aq  
    TW'E99wG  
    Q:'qw#P/C  
     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。 ~W]#9&yQ  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 nNd`]F^U  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 ^aGZJiyJ  
    byEvc[/>Ys  
    82G lbd)  
    /5L'9e  
    7. 偏振敏感光栅的分析 x&Q+|b%  
    9;>@"e21R  
     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。 y|&.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) YlZYS'_  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 U)O?| VN^o  
    8. 利用参数优化器进行优化 yEMX`  
    i*mZi4URN  
    JL}hOBqfI  
     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。 *u:;:W&5y  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 J3]qg.B%z  
     在该案例种，提出两个不同的目标： .( TQ5/ ~  
     #1:最佳的优化函数@193nm fxLE]VJQ  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 bIvJs9L  
    4GMa5]Ft  
    9. 优化@193nm f.U0E6-(3N  
    7/5NaUmPTt  
    XvfcPI6  
     初始参数： ,v$2'm)V  
     光栅高度：80nm 4Zv.[V]iOO  
     占空比：40% N(:EK  
     参数范围： SdjUhR+o  
     光栅高度：50nm—150nm }a #b$]Y  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) lOWB^uS%  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 Q2_WH)J 3  
    =hZ&66  
    kuKnJWv  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 !0!P.Q8>&  
     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。 {UV<=R,E  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 m2-fi*Mgg  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 XudH  
    Y:tW]   
    10. 优化@193nm结果 mK7^:(<.LO  
    1`2);b{@  
    *<|~=*Ddf  
     优化结果： '0])7jq  
     光栅高度：124.2nm R"9oMaY  
     占空比：31.6% ,N))=/  
     Ex透过率：43.1% [t "_}t=w  
     偏振度：50.0 z1{E:~f  
    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。
    VrnK)za*H  
    c1)BGy li  
     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。 *tbpFk4/  
     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。 N>cp>&jV  
     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。 LoV*YSDAY  
    _4XoUE\\  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 : e0R7sj  
    Q)%8NVs  
    `/gEKrhL-  
     初始参数： @> +^<  
     光栅高度：80nm ?}1JL6mF{  
     占空比：40% YP .%CD(K  
     参数范围： ^t^<KL;  
     光栅高度：50nm—150nm "S{6LWkD  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) #Tg|aW$(*  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% b Q9"GO<X  
    i$ fjr[$B  
    N#-kk3!Z;  
     优化结果： xRTg [  
     光栅高度：101.8nm 5wE !_ng>|  
     占空比：20.9% 9>.<+b(>!'  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） !Wdt:MUI8  
     偏振对比度：50.0 *+,Lc1|\  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 Jq?^8y  
    B 4*X0x  
    12. 结论 )l[7;ZIw$  
    oRvm*"8B  
    • 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 -; /@;W  
         (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。
    go%X%Os]  
    1TD&&EC  
     
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