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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
    6t6#<ts  
    案例315（3.1） }3mIj<I1;  
    d\aU rsPn  
    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。 s@bo df&  
    v.I>B3bEg  
    1. 线栅偏振片的原理 f qU*y 6]  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 3YPoObY  
    G8oOFBQD  
    2. 建模任务 U ()36  
    $nbZ+~49  
    GKKf#r74  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 k GzosUt  
     偏振元件的重要特性： +3n07d  
     偏振对比度 B?J #NFUb  
     透射率 0dgp<  
     效率一致性 A#j'JA>_  
     线格结构的应用(金属) K%A:W  
    <}$o=>'  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    HGpj(U:`c  
    ,0=:06l  
    4. 建模任务：仿真参数 MRdZ'  
    L?e N(L  
    偏振片#1: vrD]o1F  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 *L.+w-g&&  
     高透过率(最大化) EBN'u&zX  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) p M:lg  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) E=Z .v  
    偏振片#2: LCRZ<?O[|  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 iWZrZ5l  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 cmv&!Egd  
     光栅周期：100nm F+!K9(`|  
     光栅材料：钨 \j]i"LpWb  
    bm_'giQ:  
    5. 偏振片特性 d&QB?yLd  
    7"`%-a$7  
     偏振对比度：(要求至少50:1) N%\!eHxy  
    0;j)rmt  
    ^F `   
    |BGQ|7DyG  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) #B3P3\  
    J]A!>|Ic  
    2n] Br  
    )8:Ltn%  
    6. 二维光栅结构的建模 r_f?H@v  
    kqfO3{-;{:  
    W4Ey]y"  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 "+iPeRF!hU  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。  s=&&gC1  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 )V<ML7_?  
    %OeA"#  
    :O}=$[  
    l.c*, 9  
    7. 偏振敏感光栅的分析 |?=K'[ 5  
    SM2QF  
     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。 =1noT)gC R  
     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) .mzy?!w0q  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 JgJ4RmH-  
    8. 利用参数优化器进行优化 N|OI~boV%  
    x t7ZrT  
    dC$z q~q  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 `;yfSoY  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 9K`(Ys&  
     在该案例种，提出两个不同的目标： {;6Yi!  
     #1:最佳的优化函数@193nm Nv@SpV'  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 B zmmE2~*  
    Tji G!W8  
    9. 优化@193nm wJs #rkW  
    J3OxM--8"  
    8LI,'XZ  
     初始参数： >YwvM=b"V  
     光栅高度：80nm @kCFc}  
     占空比：40% %l4LX~-:  
     参数范围： \&K{v#g ~  
     光栅高度：50nm—150nm ?6;9r[ p  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) `52+.*J+%  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 a:*8SovI  
    ),ur! v  
    ,@mr})s  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 V(hM@ztN  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 =P}ob eY  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 i^SuVca  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 iI|mFc|V  
    [Yr }:B <  
    10. 优化@193nm结果 kjVUG >e>  
    ws1io.  
    5L6_W -n{  
     优化结果： @ev"{dY  
     光栅高度：124.2nm }H^h ~E  
     占空比：31.6% #NU@7Q[4  
     Ex透过率：43.1% 0_F6t-  
     偏振度：50.0 Ass :  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    gD}lDK6N  
    [Dr'  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 ?VUU[h8"v5  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 +ZFw3KEkz  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 U"nk AW  
    "Y%fk/v8  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 t6/w({}j  
    ;a"g<v  
    c`S`.WID  
     初始参数： BK$cN>J  
     光栅高度：80nm \wMqVRPoQ  
     占空比：40% > 2)@(f~g  
     参数范围： Z^tTR]u\$  
     光栅高度：50nm—150nm _}bs0 kIz  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) x*H,eY3  
     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% +2:\oy}!8  
    s fD@lW3  
    R[#Np`z  
     优化结果： !wbO:py[8>  
     光栅高度：101.8nm 2VpKG*!\  
     占空比：20.9% eILdq*  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） )RUx  
     偏振对比度：50.0 JM&`&fsOC{  
    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。 '80mhrEutG  
    d- X6yRjnj  
    12. 结论 2:5Go  
    FIMM\W  
    • 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 RSfB9)3D  
         (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。
    ;$nCQ/ /  
    O)N$nBnp  
     
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