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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
    G/N1[)  
    案例315（3.1） |7)oX  
    :ZsAWe{%,J  
    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。 >!3r7LgK  
    Y{I,ipU.  
    1. 线栅偏振片的原理 rr^?9M*{V  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 pB:/oHV  
    F S!D  
    2. 建模任务 Y|nC_7&Bv  
    | {Tq/  
    t|?eNKVV9'  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 ngOGo =  
     偏振元件的重要特性： P^^WViVX  
     偏振对比度 ((AIrE>Rr  
     透射率 4vJg"*?  
     效率一致性 L/xTW  
     线格结构的应用(金属) }!QVcu"+t/  
    NnRX0]  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    k*K.ZS688  
    h|%a}])G)  
    4. 建模任务：仿真参数 SsCV}[  
    1b,MJ~g$  
    偏振片#1: '1"vwXJ"  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 Cs'<;|r(  
     高透过率(最大化) V.}3d,Em%]  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) KD`*[.tT  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) Y2aN<>f  
    偏振片#2: H (tT8Q5i  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 i\dd  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 yrG=2{I  
     光栅周期：100nm ZVz`g]  
     光栅材料：钨 5S 4 Bz  
    g4^3H3Pd  
    5. 偏振片特性 Jd28/X5&  
    Zg$RiQ^-{J  
     偏振对比度：(要求至少50:1) 0]xp"xOwW  
    Xbu P_U'  
    ]([^(&2  
    7;9 Jn  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) G=PX'dS  
    9`tSg!YOh  
    ]cM,m2^2  
    X16vvsjw5  
    6. 二维光栅结构的建模 b6! 7 j  
    ^&KpvQNW_  
    t!\B6!Fo  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 `r]C%Y4?  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 k [iT']  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 R(f6uO!m  
    {a0yHy$H  
    yX.; x 0  
    kD}vK+  
    7. 偏振敏感光栅的分析 `(M0I!t  
    yof8LWXx  
     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。 d:{}0hmxI  
     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) `_SV1|=="8  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 nd }Z[)  
    8. 利用参数优化器进行优化 M9~6ry-_  
    W<:x4gBa  
    QzxEkTc;  
     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。 N(%(B  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 PR7B Cxm  
     在该案例种，提出两个不同的目标： Muyi2F)j  
     #1:最佳的优化函数@193nm KNjU!Z/4  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 ~l}\K10L*  
    W'6sY@0m  
    9. 优化@193nm L *cP8v4  
    m qwJya  
    Vwb_$Yi+]  
     初始参数： uH)?`I\zrd  
     光栅高度：80nm z9E*1B+  
     占空比：40% tLcw?aB  
     参数范围： MzH'<`;BP  
     光栅高度：50nm—150nm u82(`+B  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) :LCyxLI  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 PMT}fg  
    $'<FPbUtD}  
    ]QGo(+  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 VaA.J  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 K>TEt5  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 ueEf>0  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 Lngf,Of.e  
    7^syu;DT9Y  
    10. 优化@193nm结果 H5*#=It  
     dZX;k0  
    Oh%p1$H  
     优化结果： Bj GfUQ  
     光栅高度：124.2nm 5fRrd;  
     占空比：31.6% *4%%^*g.I  
     Ex透过率：43.1% jig3M N  
     偏振度：50.0 /vC!__K9:  
    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。
    7A h   
    )Y6\"-M[  
     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。 bu -6}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。 n6G&c4g<"  
     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。 iH~A7e62OZ  
    1Vc~Sa  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 USaa#s4'  
    \01 kK)  
    eL.WP`Lz  
     初始参数： )+ 'r-AF*  
     光栅高度：80nm .PV(MV  
     占空比：40% qOIVuzi*  
     参数范围： 7!wc'~;  
     光栅高度：50nm—150nm 8nWPt!U:  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) Fv$A%6;W  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% qoZ)"M  
    !2>@:CKX  
    LzD RyL  
     优化结果： /8!n7a7  
     光栅高度：101.8nm +v$W$s&b-h  
     占空比：20.9% Gpi_p  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） [!MS1v c;  
     偏振对比度：50.0 pjl>ZoOM  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 )FPn_p#3]  
    [4aw*M1z}.  
    12. 结论 __zHe-.m  
    9Ofls9]U  
    • 应用的偏振分析器可以评价偏振光栅与波长和角度的关系。(同样适用于极紫外光谱范围)
    • VirtualLab参数优化工具箱提供了不同的优化方式，用以改善提高光学元件的性能 *?$M=tH  
         (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。
    HA7%8R*.2i  
    f:y1eLl3  
     
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