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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
    Wj^e)2%  
    案例315（3.1） vio>P-2Eho  
    eIalcBY  
    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。 b{ xlW }S  
    [,Go*r  
    1. 线栅偏振片的原理 ]}N01yw|s  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 X2Z)> 10  
    bg-/ 8,  
    2. 建模任务 Dho6N]86r  
    Kus=.(  
    <A)M^,#o  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 o= ($'(1  
     偏振元件的重要特性： uB.kkkGZ M  
     偏振对比度 }Cu[x'J  
     透射率 Xj/z),  
     效率一致性 Lcpe*C x-  
     线格结构的应用(金属) 8i`>],,ch  
    zZCRej  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    I* C~w  
    IB[$~sGe  
    4. 建模任务：仿真参数 }psRgF  
    }l7+W4~  
    偏振片#1: >[|N%9\  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 c]ARgrH-  
     高透过率(最大化) E^F<"mL*  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) ALTOi?  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) tn' Jkwp  
    偏振片#2: 0W*{ 1W  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 f<@!{y 2Xe  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 Y\-xX:n.\  
     光栅周期：100nm ,sAAV%" >  
     光栅材料：钨 bJ!\eI%ld  
    TSP%5v;Dh  
    5. 偏振片特性 xeU|5-d'  
    <@-O 06  
     偏振对比度：(要求至少50:1) gfg,V.:  
    w7U]-MW6A*  
    R}Lk$#S#  
    ( *+'k1Ea  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ^b+>r  
    nL:&G'd  
    H/O.h@E4X  
    {g%N(2  
    6. 二维光栅结构的建模 mgjJNzclL  
    C.92FiC  
    ^r\ rpSN  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 I1E9E$m5\<  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 uPz+*4+  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 }~I!'J#)  
    c}o 6Rm50  
    }%jF!d  
    :jl*Y-mM  
    7. 偏振敏感光栅的分析 |q77  
    Z ;.-UXat  
     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'3\,2_  
     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) ?J\&yJ_B  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 :x\[aG9  
    8. 利用参数优化器进行优化 ]^~}/@  
    +'?Qph6o,7  
    .*zS2 z  
     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。 JnBUW"  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 nHm}^.B*+  
     在该案例种，提出两个不同的目标： lnZ{Ryo(  
     #1:最佳的优化函数@193nm LlQsc{ Ddf  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 !2LX+*;  
    :X;G]B .  
    9. 优化@193nm G68KoM  
    !!1?2ine  
    p'/\eBhG]=  
     初始参数： "Lbsq\W>  
     光栅高度：80nm dEoIVy_9R  
     占空比：40% ]<f)Rf">:`  
     参数范围： ANhtz1Fl  
     光栅高度：50nm—150nm ]nTeTW  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) h&<"jCjL  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 MgJ6{xzz  
    ZLkl:'E_  
    *r`=hNr  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 QHk\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。 *'/,  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 Bs~~C8+  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 OsgPNy0  
    *4cuWkQ,  
    10. 优化@193nm结果 TrjyU  
    _\WR3Q!V  
    A WR :~{  
     优化结果： >f]/VaMH{  
     光栅高度：124.2nm AjVC{\Ik  
     占空比：31.6% hLO)-ueb  
     Ex透过率：43.1% r6DLShP-Ur  
     偏振度：50.0 `fBQ?[05.  
    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。
    PF{uaKWk  
    w$}q`k'  
     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。 G]K1X"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。 iiPVqU%  
     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。 ;s B=f  
    l;; 2\mL?  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 :R;w<Tbz"  
    Q dj(D\.  
    my 'nDi  
     初始参数： -c`xeuzK'  
     光栅高度：80nm %F*9D3^h  
     占空比：40% mxv ?PP  
     参数范围： (Z),gxt  
     光栅高度：50nm—150nm Oyl~j #h  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) DzZF*ylQ5P  
     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% RHF"$6EAFG  
     0,Ds1y^  
    -^@FZ R^Y  
     优化结果： !dqC6a  
     光栅高度：101.8nm Wg-mJu(  
     占空比：20.9% m}]{Y'i]R  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） B>2=IZ  
     偏振对比度：50.0 )&c2+Y@  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 H,7='n7"  
    X|of87  
    12. 结论 9 [eiN  
    S:xXD^n#H  
    • 应用的偏振分析器可以评价偏振光栅与波长和角度的关系。(同样适用于极紫外光谱范围)
    • VirtualLab参数优化工具箱提供了不同的优化方式，用以改善提高光学元件的性能 BZeEZ2"  
         (如Downhill-Simplex-algorithm)
    • 通过选择合适的评价函数(包括参数权重)可使优化更加合理化，并满足独立的要求。
    V+gZjuN$  
    U2VEFm6  
     
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