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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
    6 3TeTGp$  
    案例315（3.1） Xae0xs  
    b"D? @dGB,  
    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。 5zk<s`h  
    TUE*mDRmP  
    1. 线栅偏振片的原理 9Z?P/ o  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 )m8ve)l  
    RLnsy,  
    2. 建模任务 { 'A`ram  
    $db]b  
    j /d? c5  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 (<M^C>pldf  
     偏振元件的重要特性： 3[q&%Z.  
     偏振对比度 F; upb5  
     透射率 nsT]Yxo%M  
     效率一致性 3k YVk  
     线格结构的应用(金属) E lf '1  
    s |40v@ M  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    (CUrFZT$  
    -Iq W@|N  
    4. 建模任务：仿真参数 -dRnozs6W  
    !-G'8a|7  
    偏振片#1: ZtzSG@f  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 48}L!m @  
     高透过率(最大化) 'K|Jg.2  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) +SM&_b  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) NxOiT#YH  
    偏振片#2: 8]SJ=c"}Xf  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 [cJQ"G '  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 ]V*ku%L0  
     光栅周期：100nm i 4sd29v  
     光栅材料：钨 |\HYq`!g%7  
    0P MF)';R  
    5. 偏振片特性 fj 14'T  
    A/bxxB7w  
     偏振对比度：(要求至少50:1) yQP!Vt^  
    !yUn|v>&p  
     uj8G6'm%  
    J A=9EnTU  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) 72i ]`   
    Cx N]fo  
    |)%]MK$;  
    /5x~3~  
    6. 二维光栅结构的建模 XsH(8-n0  
    JPo.&5k  
    rwZI;t$hf  
     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。 }"$2F0  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 ^*6So3  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 h;q= <[h\  
    96NZ rT  
    trl:\m  
    s=[Tm}[  
    7. 偏振敏感光栅的分析 fPW|)e"  
    Y 6NoNc]h  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 Nu/D$m'PY  
     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) fG *1A\t]  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 ym\AVRO{  
    8. 利用参数优化器进行优化 >"OwdAvX  
    | c:E)S\  
    |E& F e8  
     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。 -K"" 4SC2  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 Z$UPLg3=;_  
     在该案例种，提出两个不同的目标： -dj9(~?^  
     #1:最佳的优化函数@193nm v?BVUH>#9  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 Fi7G S;  
    %i!=.7o.  
    9. 优化@193nm 2#srecIz-!  
    .o27uB.  
    :Dh\  
     初始参数： y v$@i A  
     光栅高度：80nm eT(/D/jan  
     占空比：40% sI M^e  
     参数范围： .Mn_T*F  
     光栅高度：50nm—150nm `6R.*hq  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) -\6";_Y  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 BLepCF38  
    \d"uR@$3mG  
    F!>92H~3G  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 .C 6wsmQ  
     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。 I.4o9Z[?  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 !Q/%N#  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 (f-Mm0%[  
    QNN*/n  
    10. 优化@193nm结果 B% ]yLJ  
    IIn sq  
    FnZMW, P  
     优化结果： Hm>7|!  
     光栅高度：124.2nm Z(|@C(IL0\  
     占空比：31.6% N7wKaezE  
     Ex透过率：43.1% eX{:&Do  
     偏振度：50.0 Bq l 5=p  
    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。
    tny^sG/'  
    hc2AGeZr  
     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。 $!'S7;*uW  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 W[$GB_A)  
     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。 p)x*uqSd  
    UY ^dFbJ  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 4!q4WQ ;  
    f;PPB@ :`$  
    vp[;rDsIJ$  
     初始参数： nDFF,ge;a#  
     光栅高度：80nm @W_=Z0]  
     占空比：40% 6'F4p1VG*I  
     参数范围： Y:x,pPyl  
     光栅高度：50nm—150nm LH:M`\(DL1  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) Iu)76Y@=5=  
     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% 5PcN$r"P  
    <n+]\a97*  
    ]* #k|>Fl  
     优化结果： S-5|t]LV  
     光栅高度：101.8nm 9s.x%m,  
     占空比：20.9% Pse1NMK9 [  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） ?<*mIf:?  
     偏振对比度：50.0 CnXl 7"  
    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。 - &7\do<  
    LH@xr\^  
    12. 结论 ]Qu.-F#g  
    g?9IS,Gp  
    • 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 I6.!0.G  
         (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。
    ^xNs^wC.  
    2 &(w\#'  
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