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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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    离线infotek_vlf
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    -e-e9uP  
    案例315（3.1） 93%{scrm  
    C0 ) Z6  
    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。 C*~aSl7  
    f4t.f*#  
    1. 线栅偏振片的原理 ! >.vh]8g  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 I2Ev~!  
    w<wV]F*  
    2. 建模任务 d.F)9h]XHO  
    kEN#u  
    c$M%G)P  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 }6m?d!m  
     偏振元件的重要特性： C 0C0GqN,  
     偏振对比度 I*)VZW  
     透射率 :- +4:S  
     效率一致性 W:s@L#-  
     线格结构的应用(金属) }p3b#fAr  
    I<\ '%  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    *> 3Qd7  
    ZW4aY}~)$  
    4. 建模任务：仿真参数 D,;\F,p  
    m2bDHQ+  
    偏振片#1: L4' [XcY  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 yyl#{Nl@t  
     高透过率(最大化) 'imU `zeo  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) PXYE;*d(  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) #a~"K|' G  
    偏振片#2: pa/9F[  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 aq>?vti1D  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 :h5J r8  
     光栅周期：100nm c.K =(y*  
     光栅材料：钨 5G*II_j  
    gQVBA %  
    5. 偏振片特性 ?T'][q  
    MK$Jj "  
     偏振对比度：(要求至少50:1) N+Sq}hI  
    POd/+e9d  
    G2Qjoe`Uc  
    A|RR]CFJ  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) F8mC?fbK9  
    4br6$  
    wK5_t[[  
    ExhL[1E  
    6. 二维光栅结构的建模 %$X\"  
    Uene=Q6>  
    /=T"=bP#/  
     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。 3:`XG2'  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 TipHV;|e  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 /&s}<BMHU  
    ,)#.a%EKA  
    ,x#ztdvr  
    JeQ[qQ  
    7. 偏振敏感光栅的分析 8 njuDl  
    4M`Xrfwm'[  
     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。 ~<O,Vs_C/  
     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) rw u3Nb  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 tY_5Pz(@  
    8. 利用参数优化器进行优化 l)Mh2lA,=  
    'D6 bmz  
    FmT `Oa>  
     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。 SGf9U^ds  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 fPQ|e"?  
     在该案例种，提出两个不同的目标： uLW/f=7 L  
     #1:最佳的优化函数@193nm Jt=>-Spj  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 UxqWnHH.`  
    $WaZ_kt  
    9. 优化@193nm n<R \w''x  
    %C *^:\y  
    mK\aI  
     初始参数： h}6_ybmZ  
     光栅高度：80nm $ KQ,}I  
     占空比：40% uBeNXOre  
     参数范围： YmDn+VIg  
     光栅高度：50nm—150nm K` (#K#n  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) rO^xz7K^  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 FdxsU DL  
    L8P 36]>  
    $c =&0yt5  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 $9H[3OZPVv  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 1uM/2sX  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 _Ex?Xk  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 pGkef0p@  
    qS]G&l6QF  
    10. 优化@193nm结果 ,cQA*;6  
    #s^s_8#&e  
    =] KIkS3  
     优化结果： !sK#zAR2  
     光栅高度：124.2nm 6\`DlUn'*  
     占空比：31.6% !%62Phai  
     Ex透过率：43.1% I#c(J  
     偏振度：50.0 W-Of[X{<  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    Czh8zB+r  
    G"Pj6QUva  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 e6m1NH4,  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 lC{L6&T  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 ~XQ$aRl&  
    IUawdB5CB  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 ]Zv ,  
     T{Hf P  
    uu@<&.r\C  
     初始参数： )0F^NU  
     光栅高度：80nm O3xz|&xY&  
     占空比：40% d+1x*`U|  
     参数范围： o16~l]Z|f  
     光栅高度：50nm—150nm $Sw,hb  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) J/[7d?hI/  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% X|)Il8  
    l#ygb|=x  
    k(9s+0qe  
     优化结果： >3$uu+p1F  
     光栅高度：101.8nm ~Jxlj(" 0(  
     占空比：20.9% |VYr=hjo  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） S5/p=H:  
     偏振对比度：50.0 H<z30r/-w  
    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。 Gl"wEL*  
    QRiF!D)Nk  
    12. 结论 Q'C 4pn@  
    !p"Kd ~  
    • 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 .S(^roM;+  
         (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。
    2D_6  
    b<\GI 7  
     
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