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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
    vb/*ILS  
    案例315（3.1） @_ ^QBw0  
    EquNg@25W  
    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。 Fn$/ K  
    NHA 2 i  
    1. 线栅偏振片的原理 L(TO5Y]  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 y@]4xLB]  
    xP*9UXZ4P  
    2. 建模任务 &N1C"Eov?  
    d='z^vHK  
    zYpIG8"o5  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 udtsq"U_%  
     偏振元件的重要特性： }<7Dyn,  
     偏振对比度 EceZ1b  
     透射率 8=gr F  
     效率一致性 r4t|T^{sl  
     线格结构的应用(金属) }Bw=2 ~  
    Na: M1Uhb  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    6nt$o)[  
    y$s}-O]/-  
    4. 建模任务：仿真参数 n>>hfxv(O!  
    &<@ { d  
    偏振片#1: jjBcoQU$o  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 hor ok:{  
     高透过率(最大化) 2T5@~^:7u  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) RBr  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) HP|,AmVLl  
    偏振片#2: :i0xer  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 acB,u&  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 R4!qm0Cd  
     光栅周期：100nm QNFA#`H  
     光栅材料：钨 p`gg   
    \sHM[n F0  
    5. 偏振片特性 GiHJr1  
    ~B>I?j  
     偏振对比度：(要求至少50:1) -qfd)A6]  
     Cih}  
    FePJ8  
    ~U*2h =]  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) 5{ #9b^  
    FU!U{qDI  
    m#, F%s  
    . )Fn]x"<  
    6. 二维光栅结构的建模 ,8o]XFOr  
    RTA9CR)JP4  
    l1jS2O(  
     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。 x)G/YUv76  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 pX6T7  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 IaE};8a8  
    b9EJLD  
    E1 *\)q  
    |F<U;xV$p  
    7. 偏振敏感光栅的分析 6#N1 -@  
    9rB^)eV  
     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。 <S $Z  
     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) 'Twi @I  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 S7aSUt!  
    8. 利用参数优化器进行优化 wX#\\Jgi  
    1|/2%IDUI  
    Y+upZ@Ga  
     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。 }y|% wym  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 XT>e/x9'  
     在该案例种，提出两个不同的目标： BOL_kp"   
     #1:最佳的优化函数@193nm $0LlaN@e  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 A40 -])'!  
    'P@a_*I  
    9. 优化@193nm  t8GJ;  
    HH^{,53%  
    Btpx[T  
     初始参数： ,wO5IaV  
     光栅高度：80nm &o4L;A#&  
     占空比：40% 1b6gTfU  
     参数范围： 5*g@;aR1  
     光栅高度：50nm—150nm V2, .@j#  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) \`>Y   
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 !}1n?~]`  
    [n74&EH  
    <@*mFq0,  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 2d.I3z:[  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 BC@"WlD  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 d /t'N-m  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 5R"b1  
    DMf^>{[  
    10. 优化@193nm结果 _rs#h)  
    C 2oll-kN  
    !+>yCy$~_  
     优化结果： SI;G|uO;/  
     光栅高度：124.2nm &-cI|  
     占空比：31.6% <V6#)^Or  
     Ex透过率：43.1% DN^ln%#  
     偏振度：50.0 <wE2ly&x  
    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。
    Wc,8<Y'   
    @ K@~4!  
     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。 saRB~[6I  
     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。 `M7){  
     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。 HNh=igu  
    ;V@} oD+  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 ._FgQ` `PL  
    uxh4nyE  
    c,D'Hl6(%  
     初始参数： `Z@wWs  
     光栅高度：80nm |LNXu  
     占空比：40% ![vc/wuf  
     参数范围： klch!m=d  
     光栅高度：50nm—150nm PTePSj1N  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) UBU(@T(  
     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% gdT^QM:y4$  
    6]rrj  
    } KMdfA  
     优化结果： p19Zxh  
     光栅高度：101.8nm uq 6T|Zm  
     占空比：20.9% T|{BT! W1E  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） a:;*"p[R  
     偏振对比度：50.0 iww h,(  
    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。 8F[j}.8q  
    hD$U8~zK  
    12. 结论 T8KhmO  
    h h8UKEM-  
    • 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 k~vmHb  
         (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。
    Yd<~]aXM   
    g{D&|qWj  
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