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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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    离线infotek_vlf
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    W 8<&gh+  
    案例315（3.1） %?1ew  
    \i>?q   
    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。 RN1y^`  
    W<h)HhyG  
    1. 线栅偏振片的原理 hk;5w{t}}  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 M><yGaaX/  
    (fH#I tf  
    2. 建模任务 '0;l]/i.  
    gi3F` m  
    + )AG*  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 &Q/W~)~  
     偏振元件的重要特性： ^`i#$  
     偏振对比度 LRxZcxmy  
     透射率 ;HfmzY(  
     效率一致性 X;+sUj8  
     线格结构的应用(金属) 9Z$"K-G  
    IV~>I-rd  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    P_^ +A  
    d"1]4.c  
    4. 建模任务：仿真参数 SBu"3ym  
    M/B_#yK  
    偏振片#1: -u+vJ6EY  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 djl*H  
     高透过率(最大化) ^cC,.Fdw  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) @-07F,'W,  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) dZl5Ic  
    偏振片#2: kM l+yli3c  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 Df-DRi  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 b}$+H/V  
     光栅周期：100nm f3l&3hC  
     光栅材料：钨 @Rze| T.  
    *}qWj_RT  
    5. 偏振片特性 b<[Or^X ]  
    e-/&$Qq  
     偏振对比度：(要求至少50:1) LtF,kAIt7v  
    0@0w+&*"@  
    $?iLLA~  
    tPWLg),  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) [T4J{y64Y  
    'T;P;:!\  
    ,$L4dF3  
    [o#oa k{U  
    6. 二维光栅结构的建模 h]&GLb&<?  
    :wyno#8`-  
    #6aW9GO  
     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。 #<"~~2?  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 %bn jgy  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 !<8W {LT  
    sRR( `0Zp  
    8mrUotjS  
    [ZwjOi:)  
    7. 偏振敏感光栅的分析 VR8-&N  
    y3Qsv  
     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。 hp50J  
     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) ea2ayT  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 u(.e8~s8  
    8. 利用参数优化器进行优化 ,5p(T_V/  
    \fLMr\LL&  
    vkV0On  
     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。 '?' l;#^i<  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 :K,i\  
     在该案例种，提出两个不同的目标： ;u ({\K  
     #1:最佳的优化函数@193nm  @tnz]^V  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 dh iuI|?@  
    =U9*'EFr  
    9. 优化@193nm @ CL{D:d  
    <?.&^|kS  
    [#vH'y  
     初始参数： VQt0  4?  
     光栅高度：80nm a(X@Q8l:  
     占空比：40% ',@3>T**  
     参数范围： ^98~U\ar  
     光栅高度：50nm—150nm /& {A!.;  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) K#d`Hyx  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 O"9\5(w  
    `cUl7 'j  
    CAWNDl4  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 e{K 215  
     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。 + .[ <%  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 Y\k#*\'Y~  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 8C:z"@o  
    g3/W=~r  
    10. 优化@193nm结果 %)W2H^  
    s~g *@K>+  
    u'DRN,h+  
     优化结果： 0RLg:SV  
     光栅高度：124.2nm }B+C~@j  
     占空比：31.6% lvz7#f L~  
     Ex透过率：43.1% 8qTys8  
     偏振度：50.0 %s|Ely)  
    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。
    \V8PhO;j  
    *Kg ks4  
     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。 Rtl"Ub@HV  
     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。 ZhaP2pC%4  
     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。 ,!y$qVg'\f  
    Vn}0}Jz  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 Jhhb7uU+  
    )9`qG:b'  
    \&3+D8H>n  
     初始参数： & G4\2l9  
     光栅高度：80nm 'Aq{UGN  
     占空比：40% 6ojo :-%Vf  
     参数范围： d#4**BM  
     光栅高度：50nm—150nm J @1!Oq>  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) :q% M_  
     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% cf20.F{<  
    ]MitOkX  
    [!#L6&:a8  
     优化结果： .jE{3^  
     光栅高度：101.8nm 9IfmW^0  
     占空比：20.9% 0gr/<v  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） | rtD.,m   
     偏振对比度：50.0 ~IBP|)WA-  
    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。 k2tF}  
    :KP @RZm  
    12. 结论 FbFPJ !fb  
    3ym',q  
    • 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 "_NN3lD)X  
         (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。
    C1n>M}b  
    1 bU,$4  
     
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