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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
    oQ YmywY  
    案例315（3.1） : ZehBu  
    O S?S$y  
    该应用案例说明了两个不同紫外光谱偏振片的参数优化，紫外偏振片具有亚波长线栅结构。两个系统具有不同的功能，如193nm工作波长和以及在期望光谱范围内效率的一致性。 f~a]og5|G  
    tg5G`P5PJ  
    1. 线栅偏振片的原理 K%i9S;~  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 q#pD}Xe$  
    -0P(lkylf  
    2. 建模任务 {zhajY7  
    :9?y-X  
    [cfKvROG  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 $Jc>B#1  
     偏振元件的重要特性： }LYK:?_/  
     偏振对比度 KdN+$fe*g  
     透射率 6Z ,GD  
     效率一致性 J)I|Xot  
     线格结构的应用(金属) lE|Hp  
    ']Z1nb  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    xZ84q'i"  
    K."%PdC  
    4. 建模任务：仿真参数 QP?eK W9 :  
    sW#OA\i &  
    偏振片#1: N Ftmus  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 "Qci+Qq  
     高透过率(最大化) rP%B#%;S"  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) Tup2;\y  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) ?j:U<TY)  
    偏振片#2: 5yl[#>qt  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 vr2cDk{  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 Lnk(l2~U  
     光栅周期：100nm u*"mdL2  
     光栅材料：钨 -5X*y4#  
    #^i.[7p  
    5. 偏振片特性 9fhgCu]$  
    AhA4IOG`.  
     偏振对比度：(要求至少50:1) F<9S,  
    \A%s" O/  
    6C@W6DR3N  
    Q |1-j  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) nm}wdel"  
    4+1aW BJ2  
    '.$va<  
    T*3>LY+bb  
    6. 二维光栅结构的建模 /$-Tg)o5i  
    'h*^;3@*  
    8n'"RaLQ8  
     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。 ;l$F<CzJay  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 P \k5%  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 5,~Ju>y*  
    Pbo759q 1  
    _$vAitUe4S  
    'n$TJp|s  
    7. 偏振敏感光栅的分析 ?7k%4~H t  
    rEfo)jod  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 77?D ~N[  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) =[Z uE0c  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 TQ`4dVaf  
    8. 利用参数优化器进行优化 3;-P(G@  
    6 {j}Z*)m  
    A8jj]J+  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 NW%u#MZ[h  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 Kh' 7N!  
     在该案例种，提出两个不同的目标： V'Z Z4og  
     #1:最佳的优化函数@193nm _VM()n;  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 40i]I@:JK  
    L0QF(:F5  
    9. 优化@193nm G[4$@{  
    W? SFt z  
     HQ0fY  
     初始参数： ,e93I6  
     光栅高度：80nm g q|]t<'  
     占空比：40% jwQ(E  
     参数范围： :d{-"RAG"  
     光栅高度：50nm—150nm sngM4ikhs  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) FbU98n+z  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 Y Z.? k4>  
    fC<pCdsg  
    z7$,m#tw  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 IizPu4|  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 Rv=rO|&]  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 YQ _]Jv k  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 I|eYeJ3  
    XhEJF !  
    10. 优化@193nm结果 8}_M1w6v  
    z-g"`w:Lj  
    )&pcRFl  
     优化结果： zxhE9 [`*e  
     光栅高度：124.2nm gAxf5 A_x)  
     占空比：31.6% wUJ>?u9  
     Ex透过率：43.1% kl+^0i  
     偏振度：50.0 XtP5IN\S  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    q7kE+z   
    +ebmve \+  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 ?VRf5 Cr-  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 Mq,2S  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 d")TH3pG  
    q!!gn1PT(T  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 n=1_-)  
    - :~"c@D  
    v3I-i|L<)  
     初始参数： X :wfmb  
     光栅高度：80nm 6(=>!+xpRr  
     占空比：40% hg Pzx@  
     参数范围： *w,C5 f  
     光栅高度：50nm—150nm Q*K31Ln  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) qC:QY6g$N  
     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% {1Hs5bg@  
    7B s:u  
    /_{B_2i/>  
     优化结果： #Et%s8{  
     光栅高度：101.8nm \iQ{Q &JR:  
     占空比：20.9% <yg! D21Y  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） XN %tcaY  
     偏振对比度：50.0  f2.|[  
    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。 t4[<N  
    [L`w nP  
    12. 结论 )1iqM]~;B  
    8H@]v@Z2  
    • 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 mi'3ibCG  
         (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。
    #C#*yE  
    0hv}*NYd  
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