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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
    ,.J<.#D3J  
    案例315（3.1） &Jrq5Q C  
    F fZ{%E  
    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。 ,HQ1C8  
    c9 gz!NE  
    1. 线栅偏振片的原理 e=0l<Rj  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 H f!9`R[  
    3we.*\2$  
    2. 建模任务 O_qu;Dx!  
    D >psh- ,1  
    0F-mROC=F  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 mjWp8i  
     偏振元件的重要特性： {vf+sf ^^q  
     偏振对比度 eUzU]6h  
     透射率 6z1aG9G  
     效率一致性 K<Yn_G  
     线格结构的应用(金属) ~ra#UG\Y8  
    /h{go]&Nb  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    $71i+h]_  
    #L|JkBia  
    4. 建模任务：仿真参数 <K|3Q'(S  
    xc:`}4  
    偏振片#1: qz-#LZFTR  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 D? ^`(X P  
     高透过率(最大化) 'YBLU)v[  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) DQL06`pX/  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) yffU% )  
    偏振片#2: '8]|E  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 i{%z  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 XHwZ+=v  
     光栅周期：100nm ph}wnIW]  
     光栅材料：钨 03i?"MvNo  
    P_:?}h\  
    5. 偏振片特性 Hsd|ka$x>  
    c ,g]0S?gu  
     偏振对比度：(要求至少50:1) 5`OK-  
    Eg287B  
    gxBl1  
    =B3!jir  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) <lg"M;&Ht  
    $9j>VGf=  
    ' 91u q  
    Yc. ~qmG/z  
    6. 二维光栅结构的建模 u&l>cJ'  
    1I:"0("}  
    5~<a>>  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 dQWA"6 ?i  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 KxgR5#:i"  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 :N+K^gI)  
    ;T"m [D  
    \'}/&PCkr  
    A{{q'zb!  
    7. 偏振敏感光栅的分析 a!hI${Xn  
    ?,+C!R?  
     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。 &VZmP5Gv  
     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) g 'd*TBnk  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 :yFTaniJ'.  
    8. 利用参数优化器进行优化 eEg1-  
    Z!s>AgH9u  
    &K}(A{  
     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。 >%jEo'0;_  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 h M1&A  
     在该案例种，提出两个不同的目标： 4cVs(`g^  
     #1:最佳的优化函数@193nm 7E\K!v_  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 bH)8UQR%  
    #h #mOJ5  
    9. 优化@193nm +QCU]Fozk  
    O>o}<t7  
    x1&b@u  
     初始参数： {C,1w  
     光栅高度：80nm E&T'U2  
     占空比：40% #:Sy`G6!?  
     参数范围： 5qeS|]^`  
     光栅高度：50nm—150nm X-;Qorb^  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) # ZYid t  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 #P,[fgNy  
    -Uhl9 =  
    \ 3js}  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 tl,x@['p`  
     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。 C.9eXa1wkT  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 `)( <g  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 x" :Bw;~  
    >w]k3MC  
    10. 优化@193nm结果 YCLD!S/?  
    ,N@Icl  
    #G4~]Qml  
     优化结果： Dry;$C}P  
     光栅高度：124.2nm Ivl^,{4  
     占空比：31.6% 6GrMcI@hS  
     Ex透过率：43.1%  <*6y`X  
     偏振度：50.0  >Wr   
    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。
    r* /XB0  
    @qr3v>3X<  
     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。 [&O:qaD^  
     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。 %]:vT&M  
     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。 [:hy  
    ? /|@ #&  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 dnWt\>6& 2  
    lWyP[>*  
    JXy667_  
     初始参数： uB#B\i  
     光栅高度：80nm pTV@nP  
     占空比：40% 4f@\f7 \  
     参数范围： 5, "^"*@<  
     光栅高度：50nm—150nm {'K;aJ'\  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) {;(g[H=q;  
     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% x#e\ H F  
    /CQQ^/  
    x8rFMR#S=  
     优化结果： 4Z T  
     光栅高度：101.8nm d`q)^  
     占空比：20.9% XL&eJ  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） Fi3(glgd-  
     偏振对比度：50.0 \$\(9!=  
    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。 [m+O0VK$  
    "a`0w9Mm}  
    12. 结论 !L.z4n,n+  
    OD@A+"  
    • 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 n)?F 9Wap  
         (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。
    JjO/u>A3;7  
    !CMVZf;u  
     
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