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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
    opdi5 e)jK  
    案例315（3.1） R%54!f0 %  
    [%Y Cupr#  
    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。 oGXT,38*  
    C\ 9eR  
    1. 线栅偏振片的原理 H?^Poe(=(  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 aq[kKS`  
    }6ec2I%`o  
    2. 建模任务 FRX'"gIR0  
    8"RX~Igf  
    LXfDXXF  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 q=g;TAXZl  
     偏振元件的重要特性： E}4R[6YD  
     偏振对比度 mWCY%o@  
     透射率 bi[vs|  
     效率一致性 Z*x Q"+\  
     线格结构的应用(金属) o{nBtxZ"  
    lYD-U8  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    "J7=3$CA  
    =d&  
    4. 建模任务：仿真参数 </Q<*@p?  
    OG/R6k.  
    偏振片#1: oM Q+=  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 _q+H>1. &9  
     高透过率(最大化) n: Ka@  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) Ws.F=kS>h  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) _Su$oOy(Ea  
    偏振片#2: M|7xI  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 ')+'m1N  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 x4R[Q&:M  
     光栅周期：100nm SU Hyg/|F  
     光栅材料：钨 3Sf <oYF  
    Z[Uz~W6M]  
    5. 偏振片特性 R\ <HR9r  
    mGwB bY+5n  
     偏振对比度：(要求至少50:1) 3|l+&LF!IC  
    Gpo(Zf?  
    `a98+x?JF  
    D$!(Iae  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) j^mAJ5  
    L+(5`Y  
    5fDVJE "9"  
    }e&   
    6. 二维光栅结构的建模 M&:[3u-  
    Ae;> @k/|=  
    /87?U; |V  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 %F]4)XeW-+  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 MCjf$pZN]  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 I?EtU/AD  
    \l"1Io=  
    o{37}if  
    h/mmV:v  
    7. 偏振敏感光栅的分析 TW7jp  
    "+~La{ POc  
     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。 Xg_M{t  
     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/5 ah_;  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 ~jQ|X?tR  
    8. 利用参数优化器进行优化 OB.TAoH:  
    BRi\&&<4  
    iLIH |P%  
     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。 5k)/SAU0  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 h2QoBGL5  
     在该案例种，提出两个不同的目标： s9>-Q"(y  
     #1:最佳的优化函数@193nm j(AN] g:  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 J-P> ~ L"  
    }4Ef31X8q  
    9. 优化@193nm N\1 EWi  
    fzT|{vG8  
    wrSw>sE"  
     初始参数： ,qz$6oxh\  
     光栅高度：80nm 3WHj|ENW  
     占空比：40% |_x U{Pu  
     参数范围： p2cwW/^V  
     光栅高度：50nm—150nm lyc ]E 9  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 1MkQ$v7m  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 }1kT0*'L  
    $@QF<?i~  
    Ha>Hb`  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 yU<T_&M  
     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。 (S3\O `5  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 FZf{kWH  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 ;~CAHn|Fe  
    :08b&myx  
    10. 优化@193nm结果 GTgG0Ifeh  
    mwU|Hh)N]  
    >c %*:a  
     优化结果： DyhW_PH2J  
     光栅高度：124.2nm %Bn"/0,  
     占空比：31.6% 2l^hnog|  
     Ex透过率：43.1% < Ih)h$8`  
     偏振度：50.0 6b`3AAGU"  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    lKKg n{R  
    L?:.8k`d  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 *i3\`;^=  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 L+VqTt  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 ]@LeyT'cY  
    : E`/z@I  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 O1]L4V1iH  
    onqfmQ,3E  
    h]W PWa)M  
     初始参数： T)4pLN E  
     光栅高度：80nm r Z)?uqa  
     占空比：40% ~nLE?>x|Z  
     参数范围： O\0]o!  
     光栅高度：50nm—150nm L{PH8Xl_  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) <Cv 6wC=  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% K X0{dizZ  
    nSR7$yS_  
    1j4tR#L  
     优化结果： fib#)KE  
     光栅高度：101.8nm p SMF1Oy  
     占空比：20.9% *DBm"{q%&k  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） TQ hu$z<  
     偏振对比度：50.0 <yt|!p-tS  
    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。 b~oQhU??"  
    gu:8+/W8L  
    12. 结论 ': fq/k3;&  
    u_31Db<  
    • 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 9feVy\u  
         (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。
    _`|te|ccF  
    ~F; ~  
     
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