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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
    R SWw4}  
    案例315（3.1） Z~w?Qm:/  
    Y2uy@j*N  
    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。 %dd B$(  
    _jCu=l_  
    1. 线栅偏振片的原理 -idbR[1{?  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 +:C.G[+  
    W+V &  
    2. 建模任务 (L1O;~$  
    !8 l &%  
    B.Z5+MgM  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 @v6{U?  
     偏振元件的重要特性： >A L^y( G  
     偏振对比度 ZI :wJU:f  
     透射率 6h[fk.W_  
     效率一致性 F&+_z&n)  
     线格结构的应用(金属) dqt}:^L*0g  
    zLS?: yq  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    apxq] ! `  
    5NK yF  
    4. 建模任务：仿真参数 <&1hJ)O  
    KAy uv  
    偏振片#1: ,/p .!+  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 ?|<p^:  
     高透过率(最大化) M}" KAa  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) WR* <|  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) ` gor  
    偏振片#2: :G<~x8]k0  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 Co<F<eXe  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 ]>(pQD  
     光栅周期：100nm NQbgk+&wD  
     光栅材料：钨 UPuG&A#VV  
    FePWr7Ze  
    5. 偏振片特性 )4 w 3$Q  
    'Hq#9?<2M  
     偏振对比度：(要求至少50:1) 2DBFY1[Pk  
    ]A_A4=[w  
    S }G3ha  
    b:*( f#"q  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ot^$/(W  
    M1Th~W9l  
    h4>q~&Pd  
    bXWodOSN  
    6. 二维光栅结构的建模 +\B.3%\-  
    ALR`z~1  
    `=W#owAF  
     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。 i"M$hXO  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 /T<,vR  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 WWIQ6EJO  
    iS8yJRy  
    KJ6:ZTbW  
    Bn d Y\  
    7. 偏振敏感光栅的分析 aD?ySc}  
    G9c2kX.Bf  
     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。 \v.YP19  
     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) ozG!OiRW  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 -~=:tn)0  
    8. 利用参数优化器进行优化 }/-TT0*6j<  
    9D& 22hL4  
    c6F8z75U  
     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。 LsV?b*^(p  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 6:Zd,N=  
     在该案例种，提出两个不同的目标： 0p \,}t\E  
     #1:最佳的优化函数@193nm :P\RiaZAT  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 P/~kX_  
    l`<u\],  
    9. 优化@193nm fK9wr@1  
    ( |Xc_nC  
    bQ_N^[oxQ  
     初始参数： i<uk}  
     光栅高度：80nm JKYkS*.a}  
     占空比：40% zlN<yZB^  
     参数范围： 0VlB7oF  
     光栅高度：50nm—150nm R`emI7|  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ! ^U!T\qDi  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 vWpkU<&3|  
    [=KA5c<  
    dI9u: -  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 ;1woTAuD  
     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。 VZ$FTM^b8  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 ejPK-jxCa/  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 YumHECej  
    g:>Mooxzi  
    10. 优化@193nm结果 N[dv  
    &o*f*(C2  
    R4g% $}  
     优化结果： >c 5V VA8  
     光栅高度：124.2nm {nlqQ.jO  
     占空比：31.6% ;b1*2-  
     Ex透过率：43.1% 6(.]TEu0  
     偏振度：50.0 M%Dv-D{  
    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。
    FrBJv<  
    C@[f Z  
     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。 lCMU{)  
     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。 #i~2C@]  
     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。 SPK% ' s  
    Z3]ut #`  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 H- aSLc  
    8HymkL&F  
    %?[H=v(b  
     初始参数： x_TtS|   
     光栅高度：80nm L[FNr&  
     占空比：40% kdHP v=/U  
     参数范围： e^ygQ<6%  
     光栅高度：50nm—150nm F)g.xQ  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 89{@2TXR  
     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% 6~j.S "  
    K1K3s< y+  
    O*7Gl G  
     优化结果： zf>r@>S!L  
     光栅高度：101.8nm hhVyz{u  
     占空比：20.9% HC*V\vz  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） %SJ9Jr,  
     偏振对比度：50.0 GGR hM1II  
    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。 E1e#E3Yq}s  
    Q]}aZ4L  
    12. 结论 zT5@wm  
    T]tG,W1>i  
    • 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 |P"p/iY  
         (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。
    ^K K6 d  
    H/Fq'FsQB  
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