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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 正序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    MG?0>^F  
    案例315（3.1） W\L`5CW  
    T_lsGu/  
    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。 hbc uK&  
    2"-S<zM  
    1. 线栅偏振片的原理 Kn?lHH*w7  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 h)me\U7UC  
    r lKlpl  
    2. 建模任务 -D^}S"'  
    mB0l "# F  
    EutP\K_Y  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 3bNIZ#`|MB  
     偏振元件的重要特性： .WQ+AE8Q  
     偏振对比度 :(_+7N[KA  
     透射率 g%k`  
     效率一致性 ILic.@st  
     线格结构的应用(金属) Y+3!f#exm  
    >~\89E 02  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    @;?T~^nGj  
    8#&q$kE  
    4. 建模任务：仿真参数 3.)b4T  
    nJbbzQ,e  
    偏振片#1: Ea( ,aVlj  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 5p +ZD7jK  
     高透过率(最大化) nL?oTze*p  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) kHv[H]+v  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) :ah 5`nmPO  
    偏振片#2: ,2]X}&{i  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 [>|FB'  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 4R8G&8b  
     光栅周期：100nm _qWliw:0#  
     光栅材料：钨 o-cAG{.WC  
    ]p!Gt,rYq  
    5. 偏振片特性 'r\ V. 4  
    !7d*v3)d  
     偏振对比度：(要求至少50:1) !SKV!xH9  
    =KT7nl  
    5#E |R  
    5%}wV,Y  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) 6yy;JQAke  
    }!i` 0p  
    gf+d!c(/  
    IooNb:(  
    6. 二维光栅结构的建模 )R sM!}  
     2Cg$,#H  
    |([R'Orm  
     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。 Xes|[*Y!V  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 ]P[%Mhg^  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 C;~*pMAYe  
    Hk7K`9  
    >b.^kc  
    B[9 (FRX  
    7. 偏振敏感光栅的分析 cubUq5  
    aJqeD'\>  
     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。 A*tKF&U5  
     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) \b*X:3g*  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 m%#`y\]I  
    8. 利用参数优化器进行优化 ir3VTqz  
    Pj?Dmk~   
    n,O5".aa<  
     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。 4ujvD^  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 jKIc09H|  
     在该案例种，提出两个不同的目标： *V k ^f+5  
     #1:最佳的优化函数@193nm @uH#qg7  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 W9zE{)Sc~  
    c6Q(Ygc  
    9. 优化@193nm >\A8#@1  
    +{53a_q  
    #2xSyOrmf  
     初始参数： VzlDHpG  
     光栅高度：80nm OVk ~N)  
     占空比：40% Vga-@  
     参数范围： !8tS|C#2  
     光栅高度：50nm—150nm /Y^8SO4  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) c3 &m9zC  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 ?nKF6 f  
    B ?%L  
    ;,O fJ'q^  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 =GR 'V  
     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。 ;2giZ\  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 7 boJ*  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 )yxT+g2!  
    f0Hq8qAF;^  
    10. 优化@193nm结果 ;9uRO*H?T  
    .>6 Wv0  
    mE#nU(+Ta  
     优化结果： 8rbG*6  
     光栅高度：124.2nm bb=uF1  
     占空比：31.6% \.s`n2.w  
     Ex透过率：43.1% w36(p{#vp  
     偏振度：50.0 gH:ArfC  
    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。
    RM*f|j  
    v+1i= s2$  
     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。 'qv;sB.  
     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。 1x >iz `A  
     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。 -g`IH-B  
    ;8B.;%qkL  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 `EMi0hm&H  
    q'(z #h,cv  
    gX} g  
     初始参数： 6/mF2&&g  
     光栅高度：80nm So4nJ><p  
     占空比：40% ulXnq`  
     参数范围： E(L<L1:"  
     光栅高度：50nm—150nm &:#m&,tQ  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ;6DnId2Zh  
     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% WtX>Qu|  
    (a{ZJI8_  
    z \?UGxu}  
     优化结果： 3x5!a5$Y  
     光栅高度：101.8nm xRX>|S  
     占空比：20.9% #s+X+fe  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） E`@43Nz  
     偏振对比度：50.0 V,LVB_6  
    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。 u3ds QU  
    if~rp-\P  
    12. 结论 Q_}/ Pn$1  
    fA8ozL T  
    • 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 ^,7=X8Su  
         (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。
    MD'>jO;n  
    6[==BbZ  
     
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