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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
    4q\.I +r^  
    案例315（3.1） anHBy SI3  
    >$7wA9YhL  
    该应用案例说明了两个不同紫外光谱偏振片的参数优化，紫外偏振片具有亚波长线栅结构。两个系统具有不同的功能，如193nm工作波长和以及在期望光谱范围内效率的一致性。 n.2E8m/  
    IUh5r(d 68  
    1. 线栅偏振片的原理 3R)cbwL  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 a<OCO0irJ  
    N oX_?  
    2. 建模任务 @D.R0uM  
    v YRt2({}Z  
    Z]mM  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 N&0uXrw  
     偏振元件的重要特性： jOoIF/So  
     偏振对比度 ,omp F$%  
     透射率 g5kYyE  
     效率一致性 >>oASo  
     线格结构的应用(金属) v$gMLu=  
    $\YLmG  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    ;4-p upK~%  
    AmT| %j&3  
    4. 建模任务：仿真参数 33#7U+~]@  
    Ft%TnEp  
    偏振片#1: }S~ysQwT  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 p|bc=`TD  
     高透过率(最大化) ()@.;R.Z  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) .LXh]I *  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) b'Fx),  
    偏振片#2: < "L){$  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 <F#*:Re_y  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 Sy+]SeF&  
     光栅周期：100nm <B ]i80.  
     光栅材料：钨 8!o{W=m^4  
    >D`fp  
    5. 偏振片特性 U}RS*7`  
    WuP([8  
     偏振对比度：(要求至少50:1) w-0O j  
    5UrXVdP  
    H0D>A<Ue  
    W%cj39$  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) .T#y N\S1  
    g:.,}L  
     qrkRD*a  
    .yK\&q[<  
    6. 二维光栅结构的建模 zbIwH6  
    O?j98H Sya  
    .gM>FUH3L  
     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。 jM3Y|}+  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 .q_uJ_qu-  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 dPH! V6r  
    zulf%aaL  
    ;G%wc!  
    9z| >roNe  
    7. 偏振敏感光栅的分析 {0A[v}X ~  
    D_yY0rRM  
     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。 /+<%,c$n  
     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) 5,0 wj0l  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 K+h9bI/Sf  
    8. 利用参数优化器进行优化 7kX7\[zN  
    Zv1Bju*y  
    s_ GK;;  
     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。 l $p_])x  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 aCUV[CPw  
     在该案例种，提出两个不同的目标： qOcG|UgF  
     #1:最佳的优化函数@193nm OU)p)Y_z  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 YL9t3 ]  
    p(x1D]#Z[  
    9. 优化@193nm &-8-xw#.  
    RK~FT/  
    K)h"G#NZM  
     初始参数： (v'lb!j^#  
     光栅高度：80nm H%01&u  
     占空比：40% vHI"C %  
     参数范围： d5sGkR`(  
     光栅高度：50nm—150nm !0. 5  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ?(,5eg  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 $@u^Jt, ?  
    5&rCNi*\  
    VH7iH|eW  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 cT>z  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 WfTdD.Xx  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 a_pCjG89  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 !7ZfT?&  
    Ltic_cjYd?  
    10. 优化@193nm结果 j0pvLZjM  
    >+; b>  
    c>U{,z  
     优化结果： ek{PA!9Sk  
     光栅高度：124.2nm %8} ksl07  
     占空比：31.6% S"KTL*9D  
     Ex透过率：43.1% -EkDG]my  
     偏振度：50.0 ?^yh5   
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    5cNzG4z  
    K&D}!.~/  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 [BZ(p  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 l6`d48U  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 -4^@)~Y  
    VI|DM x   
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 /qkIoF2  
    zy/tQGTr@  
    L1Cn  
     初始参数： !{]v='   
     光栅高度：80nm d"d)<f   
     占空比：40% 9Pob|UA  
     参数范围： <k-@R!K~JC  
     光栅高度：50nm—150nm qT<qu(V:  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) H`6Jq?\  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% eVCkPv *  
    : 7DVc&0  
    h$ETH1Ue  
     优化结果： dVmAMQk.g  
     光栅高度：101.8nm eR* ]<0=  
     占空比：20.9% b1,T!xL  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） }PIGj}F/  
     偏振对比度：50.0 :AE;x&  
    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。 ?9r,Y;,H  
    3~3(G[w  
    12. 结论 &v9PT!R~  
    m/F(h-?  
    • 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 iJaNP%N  
         (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。
    NX{-D}1X=  
    tCCi|*P G  
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