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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
    |Gw[vY  
    案例315（3.1） ?=]*r>a3  
    h|!F'F{  
    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。 | ZI~#V  
    cXJtNW@  
    1. 线栅偏振片的原理 Q1Jkt  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 @lau?@$ja  
    FJN,er~T[  
    2. 建模任务 ='7n  
    35;)O -  
    hr<E%J1k%  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 $o"PQ!z  
     偏振元件的重要特性： X`ifjZ9}d  
     偏振对比度 COw]1 R  
     透射率 ;n*N9-|.  
     效率一致性 AUnRr+o  
     线格结构的应用(金属) *XmOWV2Y_  
    ({cgak  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    GRC=G&G  
    EX[X|"r   
    4. 建模任务：仿真参数 AcN~Q/xU  
    eo4<RDe<  
    偏振片#1: ,~Y5vnaOQ  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 #EpDIL  
     高透过率(最大化) F6T@YSP  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) JlF0L%Rc  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) `he{"0U~S  
    偏振片#2: *HmL8c  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 [FKmZzEy  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 ?S8cl7;+  
     光栅周期：100nm qFV=P k  
     光栅材料：钨 WT!8.M;Kv  
    ^c1I'9(r5  
    5. 偏振片特性 aW3yl}`{  
    oOuhbFu  
     偏振对比度：(要求至少50:1) '[p~| mX  
    .ukP)rGe  
    =VlO53Hy{  
    {MKq Yl{  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) `}F=Zjy  
    gU/\'~HG  
    L_jwM ^8  
    (J): >\a]  
    6. 二维光栅结构的建模 Zg7~&vs$  
    y^zVb\"4  
    P _t8=d  
     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。 J%xp1/= 2  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 9 il!w g?  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 F5%-6@=  
     'TV^0D"  
    O#7fkL  
    K+H?,I  
    7. 偏振敏感光栅的分析 ?M7nbfy[A@  
    VVJhQbP  
     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。 ,u( g#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) <P( K,L?r  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 Xt'R@"H<V9  
    8. 利用参数优化器进行优化 %yQ-~T@  
    uavts9v<  
    gsc*![N  
     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。 ls,gQ]B:P  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 ]xf{.z  
     在该案例种，提出两个不同的目标： v>g1\y Iw  
     #1:最佳的优化函数@193nm Ih`n:aA  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 YjS|Ht->  
    s.KJYP  
    9. 优化@193nm wH!]B-hn  
    gSu+]N  
    \,JRNL&   
     初始参数： {C*mn!u  
     光栅高度：80nm i(,R$AU  
     占空比：40% xVKx#X9yk  
     参数范围： "S[VtuxPCU  
     光栅高度：50nm—150nm 4cJ7.Pez  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) %dL|i2+*8  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 a|5GC pp  
    *D;B%j^;  
    [ne4lWaE<y  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 Y!o@"Ct  
     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。 u|8`=  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 h+.^8fPR   
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 /R k5n  
    sj. eJX"z  
    10. 优化@193nm结果 IwFg1\>  
    0+r/>-3]  
    5yxZ 5Ni!  
     优化结果： 1 EC0wX  
     光栅高度：124.2nm &.7\{q\(  
     占空比：31.6% $z@e19gT  
     Ex透过率：43.1% )OH!<jW  
     偏振度：50.0 ,3GM'e{hV  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    [Bpgb57En  
    kf-ZE$S4  
     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。 Z1\_[GA  
     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。 S~/iH Xm  
     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。 \|j`jsq  
    C)#:zv m  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 ,{8~TVO  
    iyH<!>a  
    6tG9PG98q9  
     初始参数： ej%C<0/%n  
     光栅高度：80nm Q:-H U bB  
     占空比：40% .D4 D!!  
     参数范围： A2rr>  
     光栅高度：50nm—150nm rM bb%d:  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) '` [nt25N  
     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% mvUYp,JECl  
    0U`Ic_.  
     & .(ZO]  
     优化结果： ~`-9i{L  
     光栅高度：101.8nm ~~5kAY-  
     占空比：20.9% ,~G _3Oz  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） \=yg@K?"AJ  
     偏振对比度：50.0 {b/AOR o  
    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。 >%[(C*Cks  
    OIewG5O  
    12. 结论 'd6hQ4Vw4  
    8zVXQ!'  
    • 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 }E/L:  
         (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。
    YuPgsJ[m  
    X% _~9'#%  
     
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