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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
    %oWG"u  
    案例315（3.1） 3to!C"~\K-  
    J3e'?3w[  
    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。 At !:d3  
    .}T-R?  
    1. 线栅偏振片的原理 Q laoa)d#  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 ov daK"q2  
    o6:bmKWE  
    2. 建模任务 'Yh`B8  
    \RRSrPLd-  
    (ti!Y"e2  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 j5A>aj  
     偏振元件的重要特性： fEiNHVx  
     偏振对比度 A (p^Q  
     透射率 NeP  
     效率一致性 4'`H H  
     线格结构的应用(金属) E9Dy)f]#W  
    s@GE(Pu7  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    :RwURv+kT  
    PgHmOs  
    4. 建模任务：仿真参数 7=Pj}x)  
    BUV4L5(  
    偏振片#1: {d]B+'  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 2J%L%6z8~  
     高透过率(最大化) 2v;&`04V<  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) c5:0`~5Fn  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) l!W!Gz0to  
    偏振片#2: _MuzD&^qE  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 UEt78eN  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 H8B2{]HAt  
     光栅周期：100nm `T{CB) ?9  
     光栅材料：钨 N}<!k#d E  
    3gD <!WI  
    5. 偏振片特性 w=: c7Y+  
    p$= 3$I  
     偏振对比度：(要求至少50:1) eibkG  
    dmcY]m  
    %s9*?6  
    ShvC4Xb 0  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) [dUAb  
    !!8;ZcL}Z  
    O '`|(L  
    vu}U2 0@  
    6. 二维光栅结构的建模 Aq7`A^1t$  
    8 nqF i  
    #3eI4KJ4+l  
     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。 mG\9Qkom|  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 ;]=@;? 9  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 [eBt Dc*w  
    W(?J,8>  
    #7]>ozKm  
    ="f-I9y  
    7. 偏振敏感光栅的分析 vpOGyvI  
    SG&H^V8  
     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。 ygX!'evY  
     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) vRD(* S9^  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 e%4vvPp  
    8. 利用参数优化器进行优化 ~X %cbFom=  
    a?4Asn  
    ;`kOFg#`)c  
     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。 =CS$c?  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 'J!Gip ,  
     在该案例种，提出两个不同的目标： p]?eIovi  
     #1:最佳的优化函数@193nm gp~-n7'~O  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 sSD&'K=lq  
    o8IqO'  
    9. 优化@193nm =knLkbiq7,  
    &e#pL`N  
    {{[@ X  
     初始参数： gbh/ `  
     光栅高度：80nm aHI~@  
     占空比：40% UfV { m  
     参数范围： Z=%u:K}[  
     光栅高度：50nm—150nm v&%W*M0q@  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) s>WqVuXmn  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 bNtOqhi  
    0"+QWh  
    :B|rs&  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 jGJf[:M&Pm  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 ^L Xr4  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 R`@7f$;wG  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 jv1p'qs4  
    &9.3-E47*  
    10. 优化@193nm结果 #q9BU:  
    C:bA:O  
    66+]D4(k  
     优化结果： g u' +kw  
     光栅高度：124.2nm m}: X\G(6Q  
     占空比：31.6% \,:7=  
     Ex透过率：43.1% = 1d$x:  
     偏振度：50.0 2(e;pM2Dq  
    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。
    ^{++h?cS)  
    //Xz  
     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。 qEdY]t   
     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。 F^TOLwix  
     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。 P>x88M  
    KK-+vq  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 YxA nh  
    Ls.g\Gl3  
    A^0-%Ygl  
     初始参数： ^BI&-bR@  
     光栅高度：80nm r.:f.AY{  
     占空比：40% to #2.  
     参数范围： XoMgb DC  
     光栅高度：50nm—150nm qPhVc9D#  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) HJ!)&xT  
     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% I9U 8@e!X  
    |ZCv>8?n  
    +s [_ 4  
     优化结果： Vt9o8naz  
     光栅高度：101.8nm 0{?%"t\/f  
     占空比：20.9% A?)(^  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） 6Hd^qouid  
     偏振对比度：50.0 8-K4*(-dL  
    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。  e+@.n  
    AJzm/,H  
    12. 结论 R~N%sn  
    do%.KIk  
    • 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 % %2~%FVb  
         (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。
    nXxnyom,  
    jar?"o  
     
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