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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
    <[kdF")  
    案例315（3.1） {dhGSM7  
    &`GQS|  
    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。 $ !ka8) ~  
    vfm |?\  
    1. 线栅偏振片的原理 \Ua"gS2L  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 4Rp2  
    \A Y7%>  
    2. 建模任务 Sr/"'w;  
    Whod_Uk  
    /c8F]fkZ=  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 :J5xO%WA(  
     偏振元件的重要特性： O8r9&Nv  
     偏振对比度 Zm^4p{I%o*  
     透射率 aB+Ux< -  
     效率一致性 %5NfF65'  
     线格结构的应用(金属) ZFY t[:  
    CUaI66  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    AMGb6enl  
    1|Us"GQ (n  
    4. 建模任务：仿真参数 MkF:1-=L  
    $ohIdpZLH2  
    偏振片#1: 0Ou`& u  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 nPD5/xW  
     高透过率(最大化) inBBU[Sl  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) ZC@sUj"  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) MyXgp>?~T  
    偏振片#2: ECWn/4Aws  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 V \,Z (  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 cF7I  
     光栅周期：100nm ]4ya$%A  
     光栅材料：钨 d:|X|0#\uH  
    !Y8us"   
    5. 偏振片特性 PTXy:>]M  
    a= +qR:wT  
     偏振对比度：(要求至少50:1) }E+#*R3auB  
    `B}( Ln  
    !'Q/9%g  
    %(79;#2`  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) Ph'*s{   
    %qfql  
    sk.<|-(o  
    !ZPaU11  
    6. 二维光栅结构的建模 mFC0f?nr  
    Z_.Eale^  
    s_}T -%\  
     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。 o$8v8="p  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 X>(?  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 tIR"y:U+  
    5*l~7R  
    wu "6Kyu  
    jO)UK.H#  
    7. 偏振敏感光栅的分析 AL74q[>  
    4mq+{c0  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 z=J%-Hq>  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) [#S}L(  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 /ldE (!^n  
    8. 利用参数优化器进行优化 wg\*FfQn  
    CZcn X8P'8  
    +P2f<~  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 Z[[ou?c  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 g!;k$`@{E'  
     在该案例种，提出两个不同的目标： 2iYf)MC  
     #1:最佳的优化函数@193nm TO7%TW{L  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 B:Ec(USe  
    5RCZv\Wd&  
    9. 优化@193nm (=c R;\s<  
    L8("1_  
    }YH@T]O}  
     初始参数： l3dGe'  
     光栅高度：80nm 1:%HE*r  
     占空比：40% !{tkv4  
     参数范围： ;`Eie2y{M  
     光栅高度：50nm—150nm o-"/1zLg4  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 4)./d2/E  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 FjYih>  
    6UOV,`:m+  
    H-$)@  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 *NzHY;e  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 3#o!K  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 1sKKmtgH  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 [zmx  
    '# K:e  
    10. 优化@193nm结果 M il ![A1  
    ,b!!h]t  
    J`}5bnFP  
     优化结果： `vs= CYs  
     光栅高度：124.2nm (%*CfR:>  
     占空比：31.6% <$!^LKKzA  
     Ex透过率：43.1% Mr'P0^^  
     偏振度：50.0 QB p`r#{I{  
    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。
    GjlA\R^e  
    Cj^:8 ?%  
     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。 3NRxf8  
     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。 /c/t_xB  
     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。 ." 9t<<!  
    .1R:YNx{/  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 2K?~)q&t*  
    AY{#!RtV  
    dE R#)bGj  
     初始参数： ^~~&[wY  
     光栅高度：80nm  Khd"  
     占空比：40% # LRN@?P  
     参数范围： &<8Q/m]5  
     光栅高度：50nm—150nm 0\3mS{s  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 2D|2/ >[  
     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% |^&n\vXv  
    *K#7,*Oz  
    t<S]YA~N'  
     优化结果： u%n6!Zx  
     光栅高度：101.8nm $B6CLWB  
     占空比：20.9% Fr{u=0 X  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） Ckd=tvL  
     偏振对比度：50.0 c"qaULY  
    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/%l>h1  
    l !VPk"s  
    12. 结论 c32IO&W4  
    UUb n7&  
    • 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 %JmRJpCvR  
         (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。
    Da_8Q(XFe  
    !O=?n<Ex"  
     
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