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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
    )}i2x:\|_  
    案例315（3.1） 9'ky2 ]w  
    %GMCyT  
    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。 f67pvyy -  
    /c7jL4oD  
    1. 线栅偏振片的原理 VQ+G.  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 +.m:-^9  
    kn&BGYt  
    2. 建模任务 6/Z_r0^O  
    $:vS_#  
    C2DAsSw  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 KHeeB`V>J  
     偏振元件的重要特性： 1ZvXRJ)%  
     偏振对比度 O}6*9Xy  
     透射率 "!D,9AkZS  
     效率一致性 /\E3p6\*  
     线格结构的应用(金属) #X?E#^6?E  
    >aCY  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    zq|NltK  
    xi)M8\K  
    4. 建模任务：仿真参数 j& L@L.d  
    #aKUD  
    偏振片#1: Nfmr5MU_  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 b$`/f:_  
     高透过率(最大化) wiM4,  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) [Z!oVSCZD%  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) ?rdWhF]  
    偏振片#2: m;>:mwU  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 >h(GmR*xM  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 Xl>ZnI];  
     光栅周期：100nm t ^1uj:vD  
     光栅材料：钨 "R% RI( y{  
    2=naPTP(  
    5. 偏振片特性 >.hDt9@4  
    9]I{GyH  
     偏振对比度：(要求至少50:1) Bc<pD?uOK  
    @q{.shqo  
    IPt !gSp  
    hF5(1s}e$  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) aT BFF  
    \[wbJ  
    n6C!5zq7U  
    [4;G^{ bX  
    6. 二维光栅结构的建模 zV"'-iP  
    ?&VKZSo  
    YuoIhT  
     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。 "@Qg]#]JH  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。  jQ-2SA O  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 $A T kCO  
    h)z2#qfc  
    ,!P}Y[|  
    b]N&4t  
    7. 偏振敏感光栅的分析 Qp>Z&LvC5  
    *lQa^F  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 caV DV  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) mR8tW"Z2  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 @Z<Z//^k  
    8. 利用参数优化器进行优化 U7-*]ik  
    4Wa*Pcj  
    6<f(Zv? I  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 9d!mGnl  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 Xu|2@?l9  
     在该案例种，提出两个不同的目标： {~XnmBs  
     #1:最佳的优化函数@193nm Epm8S}6K  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 !mUO/6Q hq  
    y43ha  
    9. 优化@193nm 4Ofkagg  
    C3(h j  
    8U!$()^?  
     初始参数： Ms-)S7tMz  
     光栅高度：80nm \[ 4y  
     占空比：40% |n~,{=  
     参数范围： 6r`Xi&  
     光栅高度：50nm—150nm Xx\,<8Xn  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) CW]Th-xc  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 eK}GBBdO  
    ?MS!t6  
    K@ a#^lmd  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 T>J ,kh  
     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。 O9AFQ)u   
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 s5)y %, E  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 > iYdr/^a  
    ^$[iLX  
    10. 优化@193nm结果 32`Z3-  
    pX1Us+%  
    (/X ]9  
     优化结果： XC O8A\  
     光栅高度：124.2nm d$Y_vX<  
     占空比：31.6% @ 'U`a4  
     Ex透过率：43.1% Qraa0]56  
     偏振度：50.0 Np/vPaAk  
    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。
    WuTkYiF  
    DgB;6Wl  
     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。 G#A6<e/  
     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。 VmRfnH"  
     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。 DhD##5a  
    : t /0  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 D]N)  
    ab]Q1kD  
    oA@c.%&  
     初始参数： '%o^#gJp  
     光栅高度：80nm ln8es{q  
     占空比：40% A;o({9VH`Z  
     参数范围： m;L 3c(r.  
     光栅高度：50nm—150nm W>: MK-_ J  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) (!YJ:,!so  
     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% =&(e*u_  
    1/K1e$r  
    ($W%&(:/  
     优化结果： [jrfh>v  
     光栅高度：101.8nm MH0wpHz  
     占空比：20.9% v5U'ky :  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） {dn:1IcN  
     偏振对比度：50.0 s)KlKh  
    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。 -= izu]Fb,  
    <FI*A+I4\  
    12. 结论 (@;^uVJP  
    1GB]Yi[>  
    • 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 .?LRt  
         (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。
    *xY3F8  
    %~,Fe7#p  
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