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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
    \Di~DN1  
    案例315（3.1） MF\n@lX  
    z3*G(,  
    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。 L)nVNY@Mc  
    UuT[UB=x5  
    1. 线栅偏振片的原理 nv$  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 ['km'5uZ^  
    A}y1v;FB  
    2. 建模任务 {t/!a0\HS  
    jZ D\u%  
    sf*SxdoZU  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 T4!]^_t^  
     偏振元件的重要特性： x>8f#B\Mr  
     偏振对比度 Ok`U*j  
     透射率 hTG d Uw]  
     效率一致性 ^Js9E  
     线格结构的应用(金属) 3sZK[Y|ax  
    #6H<JB  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    hYd8}BvA  
    : m5u=:t  
    4. 建模任务：仿真参数 @J<B^_+Se  
    *Ra")(RnDK  
    偏振片#1: &HXSO,@  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 fd,~Yj$R?  
     高透过率(最大化) Wq9s[)F"Z  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) >Ed^dsb&  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) _5m }g!  
    偏振片#2: xY'g7<})$  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 GC\/B0!  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 2@&|hd=-  
     光栅周期：100nm H0(zE *c~  
     光栅材料：钨 'j)eqoj  
    '9/kDkt!  
    5. 偏振片特性 twu6z5<!-=  
     yY| .  
     偏振对比度：(要求至少50:1) o7T|w~F~R  
    V[xy9L[#  
    /* O,T  
    !>:tF,fcB  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) 5,c`  
    |@g1|OWd|  
    IB6]Wj  
    |K_B{v.   
    6. 二维光栅结构的建模 /r%+hS  
    p_AV3   
    +-nQ, fOV  
     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。 >eTlew<5  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 !qpu /  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 1%@~J\qF  
    )mPlB.  
    bvx:R ~E$  
    lewDR"0Kx  
    7. 偏振敏感光栅的分析 =z3jFaZ  
    w?tKL0c  
     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。 3-R3Qlr  
     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) 6-=_i)kzq  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 EC~t 'v  
    8. 利用参数优化器进行优化 l17ZNDzLU  
    qc6IH9i`  
    O%&@WrFq  
     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。 \$C 4H  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 :65HMWy.  
     在该案例种，提出两个不同的目标： @,MdvR+a  
     #1:最佳的优化函数@193nm eFio,  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 E%^28}dN  
    0uz"}v)  
    9. 优化@193nm 6b/b} vl  
    [KH?5 C  
    mvgm o  
     初始参数： I5L7BTe  
     光栅高度：80nm C' ._}\nX  
     占空比：40% i-?zwVmn  
     参数范围： lz(,;I'x  
     光栅高度：50nm—150nm jEsTw_  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) %-l:_A  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 >D/~|`=p  
    dNQSbp  
    a+/|O*>#  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 zcKC5vqb  
     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。 aHC;p=RQ\A  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 qYiAwK$  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 !7)ID7d  
    >p*HXr|o$  
    10. 优化@193nm结果 A E&n^vdQW  
    &%X Jf~IQ  
    u mlZ(??.  
     优化结果： 9@Sb! 9h  
     光栅高度：124.2nm 3~</lAm;  
     占空比：31.6% @'*#]YU8  
     Ex透过率：43.1% 3}21bL  
     偏振度：50.0 h!K2F~i{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。
    8uxFXQ  
    f^4*.~cB  
     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。 6B/"M-YME  
     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。 -^H5z+"^  
     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。 Q) BoWd  
    5"am>$rh  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 AtlR!I EUb  
    LDEt.,6i  
    q "D L6 >j  
     初始参数： iwJ-<v_:h  
     光栅高度：80nm gVU\^KN]  
     占空比：40% htYrv5q=M  
     参数范围： s|r7DdI  
     光栅高度：50nm—150nm 9! HMQ  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) $Ds]\j*  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% j!MA]0lTM  
    !7`=rT&  
    S1juAV=  
     优化结果： b*F~%K^i$  
     光栅高度：101.8nm y/I ~x+ y  
     占空比：20.9% u7zB9iQ&  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） L*01l"5  
     偏振对比度：50.0 DUKmwKM"k  
    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。 'eDgeWt/CQ  
    ^P g YP  
    12. 结论 0aTbzOn&  
     +wW  
    • 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 T 0v@mXBQ  
         (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。
    B"8JFf}"q  
    T:%wX9W  
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