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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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    离线infotek_vlf
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    iMJjWkk  
    案例315（3.1） j YO #  
    M)Ogb '@#  
    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。 Tw-gM-m;  
    #L BZ%%v  
    1. 线栅偏振片的原理 3mr9}P9;  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 e @=Bl-  
    ^ 8egn|  
    2. 建模任务 8 :Z3Q  
    MP0gLi  
    S :9zz  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 f>l}y->-Ug  
     偏振元件的重要特性： 8[2^`g  
     偏振对比度 ;`s/|v  
     透射率 @/B&R^aVZ  
     效率一致性 LUw0MW(Moi  
     线格结构的应用(金属) z1(rHJd  
    o!\Vk~Vi&  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    /R 2:Js  
    QTtcGU  
    4. 建模任务：仿真参数 W}a&L  
    umSbxEZU@  
    偏振片#1: ),dXaP[  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 J?u@' "u  
     高透过率(最大化) *,@dt+H!y  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺)  h ej  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) 8]'qJ;E2  
    偏振片#2: w+*Jl}&\  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 iS=} | 8"  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 w*\)]bTs  
     光栅周期：100nm }\P9$D+  
     光栅材料：钨 6'+3""\  
    l#V"14y  
    5. 偏振片特性 ON] z-  
    MXSPD# gN  
     偏振对比度：(要求至少50:1) b2r@vZ]D  
    {b= ]JPE  
    D~U 4K-  
    %j{gZTz-  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) :W-"UW,  
    I[@}+p0  
    vfcj,1  
    K"#np!Y)  
    6. 二维光栅结构的建模 G8Ns?  
    Et4gRS)\  
    8b[ ^6]rM  
     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。 d7N}-nsB  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 FF)F%o+:w  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 >N{K)a  
    1^b-J0  
    egK,e?~  
    mJ)o-BV  
    7. 偏振敏感光栅的分析 q.g<gu]  
    RU>T?2  
     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。 `N]!-=o  
     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) Ca0~K42~  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 K p ~x  
    8. 利用参数优化器进行优化 ~OAST  
    }{J<Wzw  
    0[H'l",~  
     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。 BD\xUjd?)Q  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 {^1D|y  
     在该案例种，提出两个不同的目标： "U4Sn'&h@  
     #1:最佳的优化函数@193nm 0 ua.aL'  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 <A;R%\V  
    GxuFO5wz  
    9. 优化@193nm wtu WzHrF  
    Q]uxZ;}aF  
    4S`2")V  
     初始参数： 7D@O:yO  
     光栅高度：80nm V<ziJ7H/  
     占空比：40% ^%VMp>s  
     参数范围： Uw8O"}U8  
     光栅高度：50nm—150nm soRt<83  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) Pa 'g=-  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 C1:efa<wV  
    Cb%?s  
    9r+]V=  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 "W?<BpV~@!  
     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。 Mm;kB/ 1  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 [nZ3}o  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 U,_uy@fE=?  
    K.Nun)<  
    10. 优化@193nm结果 e23}'qb  
    "7(2m  
    qL/4mM0  
     优化结果： KB0 HM  
     光栅高度：124.2nm u]lf~EE  
     占空比：31.6% w+)MrB-}  
     Ex透过率：43.1% Rq-BsMX!A  
     偏振度：50.0 q"7rd?r52  
    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。
    z@R:~  
    %5?qS`/c(  
     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。 ] lE6:^V  
     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。 TRW{` b[  
     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。 9tDo5 29  
    \dO9nwa?  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 TcPYDAa  
    />=)=CGv;  
    ebxpKtEC  
     初始参数： zy"wQPEE  
     光栅高度：80nm `md)|PSU  
     占空比：40% L  #c*)  
     参数范围： TPEg>[  
     光栅高度：50nm—150nm =~}\g;K1Q  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) :Q@=;P2  
     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% 3WZdP[o!  
    r%\(5H f  
    =+HMPV6yg7  
     优化结果： e"Kg/*Ji1  
     光栅高度：101.8nm O~sv^  
     占空比：20.9% 1Tz5tU9kR  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） XUTI0  
     偏振对比度：50.0 YC+}H3 3  
    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。 29p`G1n  
    do@`(f3 g  
    12. 结论 -T3 z@k  
    5i `q  
    • 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 COvcR.*0F  
         (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。
    JG\T2/b  
    :)hS-*P  
     
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