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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
    S_/S2(V"  
    案例315（3.1） gWzslgO6  
    rQyjNh  
    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。 QS5t~rb  
    -z0;4O (K]  
    1. 线栅偏振片的原理 N2"B\  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 &Jc atI  
    o~)o/(>ox  
    2. 建模任务 zX4RqI  
    <|jh3Hlp  
    yCvtglAJ4  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 yDwh]t  
     偏振元件的重要特性： . ump? M  
     偏振对比度 r9OgezER  
     透射率 _p*8ke  
     效率一致性 Uq$/Q7  
     线格结构的应用(金属) :C(/yg  
    bXOKC  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    8hD[z}  
    0hV#]`9`gN  
    4. 建模任务：仿真参数 c|;n)as9(%  
    0B7G:X0  
    偏振片#1: YLGE{bS  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 |w}j!}u  
     高透过率(最大化) HFZ'xp|3dn  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) @,TIw[p  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) Z17b=x Jw  
    偏振片#2: k#Sr;"  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 YE~IO5   
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 _ERtL5^  
     光栅周期：100nm T \uIXL?3  
     光栅材料：钨 abQ.N  
    zMFTkDY  
    5. 偏振片特性 {zvaZY|K"  
    }7[]d7  
     偏振对比度：(要求至少50:1) i7XY3yhC  
    M7cD!s@'I  
    <1l%|   
    jez0 A  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) :J]'c}  
    TA-2{=8  
    $|-Lw!)D  
    = IRot  
    6. 二维光栅结构的建模 dX cbS<  
    Y b3ckktY  
    P'lnS&yA  
     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。 Wvf>5g)?  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 OW4j!W  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 $G9LaD#;M  
    /DHgwpJ  
    ,%*UF6B M  
    &/]en|f"  
    7. 偏振敏感光栅的分析 kk-<+R2  
    ;rT'~?q  
     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。 E(4c&  
     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) a+cMXMf  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 QIGUi,R  
    8. 利用参数优化器进行优化 GHcx@||C?  
    UrizZ 5a  
    z_ $c_J  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 ]u|v7}I4  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 U]sAYp^$  
     在该案例种，提出两个不同的目标： QPDh!A3T  
     #1:最佳的优化函数@193nm pD%(Y^h?  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 PlzM`g$A  
    =#V^t$  
    9. 优化@193nm g %f5hy  
    OB(o OPH  
    -<s Gu9  
     初始参数： 1n8[fgz  
     光栅高度：80nm VO|ECB2e  
     占空比：40% ~i5YqH0  
     参数范围： kL*P 3 0  
     光栅高度：50nm—150nm <u!cdYo@  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) u[b |QR=5  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 8Agg%*Qs}  
    ,I jZQ53q~  
    (?|M'gZ  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 =9jK\ T^  
     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。 M,]|L ch  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 o6[.$C  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 |:1{B1sqA  
    %lHHTZ{+  
    10. 优化@193nm结果 ^HC 6v;K  
    `pfIgryns  
    H#SQ>vyAV  
     优化结果： ':vZ&  
     光栅高度：124.2nm /sA&}kX}E  
     占空比：31.6% l*1|B3#m!  
     Ex透过率：43.1% 7=CkZ&(?  
     偏振度：50.0  z% wh|q  
    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%lat./yT  
    ?R)]D:`  
     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。 U g"W6`  
     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。 U N9hZ>9  
     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。  ? }M81  
    *S.U8;*Xj  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 K;R H,o1  
    ,|]J aZq  
    Y %"Ji[  
     初始参数： L^sjV/\oW  
     光栅高度：80nm $H)^o!  
     占空比：40% 5'} V`?S  
     参数范围： xLW$>;kI  
     光栅高度：50nm—150nm yajdRU  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) X;I9\Cp]!  
     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% vF27+/2+R  
    p%Z:SZZ  
    <CyU9`ye  
     优化结果： CvoFt=c$jE  
     光栅高度：101.8nm ;+9OzF ;  
     占空比：20.9% 1t  R^  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） '$9o(m#  
     偏振对比度：50.0 :$WO"HfMSn  
    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。 |[*Bn3E:  
    $h#sb4ek  
    12. 结论 T`&zQQ6F'  
    #a8kA"X  
    • 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 Ir9GgB  
         (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。
    I!sT=w8V  
    VfoWPyWD#  
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