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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
    P8tdT3*6/  
    案例315（3.1） k{}> *pCU  
    513,k$7  
    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。 $ Habhw  
    8QrpNSj4  
    1. 线栅偏振片的原理 UerbNz|  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 i+Z)`  
    b(iF0U>&  
    2. 建模任务 XcVN{6-z  
    53HA6:Q[  
    i(}Pr A  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 =@HS  
     偏振元件的重要特性： a+w2cN'  
     偏振对比度 G;Li!H  
     透射率 `H+"7SO  
     效率一致性 -NBVUUAgN  
     线格结构的应用(金属) A~?M`L>B  
    "o5]:]h)  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    )9]a  
    M.W X&;>  
    4. 建模任务：仿真参数 X3.zNHN5  
    wPlM= .Hq?  
    偏振片#1: (2g a: }K  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 VW-qQe  
     高透过率(最大化) H+v&4}f  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) NJUKH1lIhR  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) <J/ =$u/  
    偏振片#2: mq`/nAmt  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 =+zDE0Qs  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 k# [!; <  
     光栅周期：100nm #-/W?kD  
     光栅材料：钨 iQ'*QbP'Z  
    Ez3fL&*  
    5. 偏振片特性 #[+# bw_6  
    3_(_yEKx  
     偏振对比度：(要求至少50:1) g6GkA.!X$  
    :gVUk\)  
    cU1o$NRx  
    W__ArV2Z_  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) kwI``7g8*e  
    @-U\!Tf  
    ] ; w 2YR  
    {)[o*+9  
    6. 二维光栅结构的建模 uYh!04u  
    AZj&;!}  
    BEdCA]T  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 Pvxb6\G&d  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 h0{X$&:  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 #N|\7(#~u  
    m'o dVZ7  
    Pfd1[~,  
    7sot?gF  
    7. 偏振敏感光栅的分析 t R^f]+Up  
    >!963>DR  
     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&M(QX5  
     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) d$t"Vp  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 Fr9/TI  
    8. 利用参数优化器进行优化 70'OS:J=\  
    Z)?$ZI@  
    ?uWUs )9  
     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。 1"h"(dA  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 cgnNO&  
     在该案例种，提出两个不同的目标： J'44j;5&  
     #1:最佳的优化函数@193nm a<cwrDZ  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 o!a,r3  
    =sJ?]U  
    9. 优化@193nm Gm~([Ln{  
    8z=# 0+0  
    m,.Y:2?*V  
     初始参数： |[\;.gT K  
     光栅高度：80nm o) )` "^  
     占空比：40% _imuyt".+  
     参数范围： D"7}&Ry:  
     光栅高度：50nm—150nm RSX27fb4  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) |RX#5Q>z  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 c~ss^[qx|  
    oC0ndp~+&  
    X\^V{v^-  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 W06aj ~7Z  
     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。 fBSa8D3}`  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 d:kB Zrq  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 Jf YgZ\#  
    q lc@$  
    10. 优化@193nm结果 01cBAu   
    i|:!I)(lh  
    Q,U0xGGz  
     优化结果： 1J?v\S$ma`  
     光栅高度：124.2nm D|uvgu2  
     占空比：31.6% *+M#D^qo  
     Ex透过率：43.1% c(Q@5@1y:  
     偏振度：50.0 ZW4f "  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    #QNN;&L]R  
    ( t&RFzE?G  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 F*72g)hVh  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 \ .xS  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 4f LRl-)  
    '| 8 dt "C  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 SNj-h>&Mha  
    0eY!Z._^  
    gOF^?M11x  
     初始参数： w~ Tg?RH:  
     光栅高度：80nm tv#oEM9esl  
     占空比：40% 0 R6:3fV6R  
     参数范围： ( bwD:G9  
     光栅高度：50nm—150nm wZvv5:jKpu  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) Wjb_H (D  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% b3A0o*  
    #asg5 }  
    =?5)M_6)  
     优化结果： * EWWN?d  
     光栅高度：101.8nm K%q5:9m  
     占空比：20.9% E&U_1D9=L<  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） EU[\D;  
     偏振对比度：50.0 ?=1eHnP!R  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 \|=6<ZY:  
    W[2]$TwT  
    12. 结论 :_e[xB=Yy  
    o1AbB?%=  
    • 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 sz9W}&(j  
         (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。
    IO)B3,g  
    P6+ B!pY  
     
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