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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
    >~% _U+6  
    案例315（3.1） =u+.o<   
    5nhc|E)C  
    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。 3cp"UU}.  
    Ju~8C\Dd  
    1. 线栅偏振片的原理 S(5aJ[7Zm  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 dF- d  
    r$7D;>*O{  
    2. 建模任务 NVFgRJ&  
    XP$1CWI  
    nvyyV\w  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 0k];%HV|  
     偏振元件的重要特性： @+S5"W  
     偏振对比度 8+b ?/Rn0  
     透射率 <^Hh5kfS'  
     效率一致性 h2Pvj37  
     线格结构的应用(金属) )$wX~k  
    p4|Zz:f  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    b;[u=9ez  
    CDz-IQi  
    4. 建模任务：仿真参数 ^<@9ph  
    wN])"bmB  
    偏振片#1: X5@rPGc  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 <.d0GD`^  
     高透过率(最大化) oXR%A7  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) ,a I0Aw  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) *+E9@r=HF  
    偏振片#2: k($N_XlE  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 /}]Irj4m  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 LZ@4,Uj  
     光栅周期：100nm U[S#axak  
     光栅材料：钨 GUe&WW:Sqk  
    R ks3L  
    5. 偏振片特性 iG[an*#X  
      0%  
     偏振对比度：(要求至少50:1) ZW}0{8Dk  
    A@@Z?t.  
    >^@/Ba$h  
    "[.adiw  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) V9 pKb X  
    && }'  
    h5bQ  
    B=:7N;BT  
    6. 二维光栅结构的建模 3 *o l  
    W*hRYgaX3  
    cTKj1)!z?X  
     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。 %} _{_Z  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 %#rH~E  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 =NH p%|  
    ( _ZOUMe  
    +fd^$Qd%K  
    [T;0vv8  
    7. 偏振敏感光栅的分析 F3\'WQh  
    5PPV`7Xm9  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 c}II"P  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) vZM.gn  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 05zBB  
    8. 利用参数优化器进行优化 CQo<}}-o  
    +8FlDiP  
    Ly?gpOqu5  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 ,%+i}H,3  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 9=D\xBd|w  
     在该案例种，提出两个不同的目标： @)>9l&  
     #1:最佳的优化函数@193nm HR55|`]  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 .`84Y  
    slV+2b  
    9. 优化@193nm [s-Km/  
    ZZf-c5 g  
    #h@/~xr  
     初始参数： igp[cFN  
     光栅高度：80nm -X~VXeg  
     占空比：40% p/B&R@%  
     参数范围： \gRX:i#n  
     光栅高度：50nm—150nm y K~;LV  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) DFKU?#R  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 m}] bP  
    )W!8,e+%  
    <wge_3W#  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 u/e-m/  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 7hq*+e  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 0^4uZeW?  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 Ey$J.qw3  
    =PiDZS^"  
    10. 优化@193nm结果 ,v$gWA!l  
    vgSs]g  
    )6#dxb9  
     优化结果： *hVW >{a  
     光栅高度：124.2nm jN:!V t  
     占空比：31.6% G\S\Qe{P~  
     Ex透过率：43.1% %  (R10G  
     偏振度：50.0 |?n=~21"1O  
    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 Fvj  
    6D,xs}j1  
     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。 $\l7aA5~  
     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。 =e/{fUg8f  
     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。 nS0K&MH6B  
    s7 IaU|m  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 N.OC _H&  
    /238pg~Cw5  
    ]w.:K*_=  
     初始参数： hM")DmvB4  
     光栅高度：80nm 6'UtB!gr  
     占空比：40% U`_(Lq%5W  
     参数范围： [Q &{#%M  
     光栅高度：50nm—150nm B#'TF?HUEn  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) kVk^?F  
     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% *joy%F  
    bE _=L=NG  
    jA R@?X  
     优化结果： i|PQNhUe  
     光栅高度：101.8nm XQ&iV7   
     占空比：20.9% W!pLk/|ls  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） (SV(L~ T_  
     偏振对比度：50.0 |[n-H;0  
    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。 l\7NR  
    'NF_!D  
    12. 结论 [@Y<:6  
    Xxcv 5.ug  
    • 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 sXp>4MomV  
         (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。
    [OBj2=  
    8`Fo^c=j  
     
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