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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
    ./2Z?,  
    案例315（3.1） !+%Az*ik  
    /;[}=JL<Q  
    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。 HI7]%<L  
    NH<Y1t  
    1. 线栅偏振片的原理 *C tsFS~  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 G)4 ZK#wz  
    t.gq5Y.[  
    2. 建模任务 G!-7ic_4  
    ,,zd.9n  
    / O|Td'Z  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 Bi$ 0{V Z8  
     偏振元件的重要特性： !XkymIX~O.  
     偏振对比度 {_?T:`  
     透射率 SxnIX/]J  
     效率一致性 EaJDz`T}  
     线格结构的应用(金属) t00\yb^vJ8  
    +.XZK3  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    N:"M&E UM  
    $:T<IU[E  
    4. 建模任务：仿真参数 "m wl-=  
    Q@ykQ  
    偏振片#1: |Gf1^8:C9  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 &?}kL= h  
     高透过率(最大化) 3(cU)  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) b EoB;]  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) {d&X/tT  
    偏振片#2: ocb%&m ;i  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 A73V6"  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 +9Xu"OFm  
     光栅周期：100nm Kx(76_XD  
     光栅材料：钨 V=G b>_d  
    fho=<|-  
    5. 偏振片特性 9;>@"e21R  
    *%P>x}6w3  
     偏振对比度：(要求至少50:1) !V$6+?2   
    R4z<Xf:!  
    vLi/'|7  
    /k4^&  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) Y&K<{ KA\4  
    `@VM<av  
    4*@G&v?n  
    b#?ai3E  
    6. 二维光栅结构的建模 L:|X/c9r[  
    <M5{.`o  
     ?.4yg(  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 Q#yu(  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 &hSnB~hi  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 {<''OwQF~+  
    3D 4]yR5  
    tEpIyC  
    k;"R y8[k  
    7. 偏振敏感光栅的分析 =8$(i[;6w  
    | o;j0  
     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。 L@gQ 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) D[>XwL  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 wHB Hkz  
    8. 利用参数优化器进行优化 P%<aGb4  
    tu?Z@W/  
    UY}9  
     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。 _G-b L;  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 K4h-4Qbn  
     在该案例种，提出两个不同的目标： FOlA* U4U  
     #1:最佳的优化函数@193nm Allt]P>  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 }(f.uN_v  
    rE bx%u7Q  
    9. 优化@193nm ^cKv JSY  
    Q5`+eQ?_\  
    &F<J#cfe8  
     初始参数： 36x5q 1  
     光栅高度：80nm :$GL.n-?  
     占空比：40% ~_f |".T  
     参数范围： s&_IWala  
     光栅高度：50nm—150nm 9" }^SI8  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) yPzULO4  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 I;Z`!u:+  
    e@2E0u4  
    8zWBXV  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 OxmlzQ"vM  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 F=*BvI "+  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 f<s'prF  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 X,iuz/Q  
    j"D0nG,  
    10. 优化@193nm结果 \ eyQo>(  
    R5'Z4.~  
    n8;G,[GM80  
     优化结果： )=,9`+Zta  
     光栅高度：124.2nm Gg3?2h"d  
     占空比：31.6% &Gy'AUz-  
     Ex透过率：43.1% FgHB1x4;  
     偏振度：50.0 p)[ BB6E  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    9`gGsC  
    >r4Y\"/j  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 %xbz&'W,  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 2'O!~8U  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 gR_b~ ^  
    )@lo ';\  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 @$b+~X)7  
    4?*"7t3  
    -f|+  
     初始参数： q=E}#[EgY  
     光栅高度：80nm u {E^<fW]  
     占空比：40% #LNB@E  
     参数范围： [ ;3EzZL  
     光栅高度：50nm—150nm 43orR !.Z  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致)  \3y=0  
     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% ''\cBM!  
    vCU&yXGl  
    }v(H E%~}  
     优化结果： Cn./Naq  
     光栅高度：101.8nm Z+"E*  
     占空比：20.9% g:HbmXOBpj  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） x"C93ft[  
     偏振对比度：50.0 ezq q@t9  
    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。 )l!&i?h%  
    xUYN\Pc-  
    12. 结论 M'!!EQo  
    $nD k mKl  
    • 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 HNHhMi`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。
    K~hlwjrt  
    \Dsl7 s=  
     
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