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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
    @O<kjR<b  
    案例315（3.1） zlmb_akJ  
    7CzZHkTg  
    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。 kEtYuf^  
    m-lUgx7  
    1. 线栅偏振片的原理 9KVeFl  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 Af:4 XSO6  
    &>Q_  
    2. 建模任务 }*m:zD@8$  
    +pJ;}+  
    \eE0Rnaf-  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 W xyQA:3s  
     偏振元件的重要特性： 7'_zJI^  
     偏振对比度 MPMJkL$F^  
     透射率 <L@0w8i`  
     效率一致性 >A|6 kzC  
     线格结构的应用(金属) DNdwMSwp  
    9}Tf9>qP>M  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    yOGa W~  
    HHD4#XcU  
    4. 建模任务：仿真参数 Xi_>hL+R(  
    W{l+_a{/9  
    偏振片#1: ;8;nY6Ie  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 Re('7m h~  
     高透过率(最大化) S=^yJ6 xJ  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) E27wxMU  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) 3uCC_Am  
    偏振片#2: iLn)Z0<\o  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内  ;uNcrv0J  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 eMVfv=&L<3  
     光栅周期：100nm !SIGzj  
     光栅材料：钨 u4NMJnX  
    S5E mLgnRs  
    5. 偏振片特性 nI%0u<=d  
    bp:WN  
     偏振对比度：(要求至少50:1) A0yRA+  
    $BG4M?Y  
    za'Eom-<u  
    T5&jpP`M  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) T{bM/?g  
    <DiD8")4  
    8Vv"'CU#  
    |x 2>F  
    6. 二维光栅结构的建模  mQBq-;  
    (F]f{8  
    F'W{\4  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 ,IxAt&kN  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 Z:09 ]r1  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 m>$+sMZE  
    KP[ax2!x  
    e//28=OH  
    ?UoA'~=  
    7. 偏振敏感光栅的分析 |]HU$Gt S  
    qi}HJkOq  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 @P6K`'.0  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) fzRzkn:=  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 3'Q H\t5  
    8. 利用参数优化器进行优化 =- ~82%  
    P*T 'R  
    ]]Ypi=<'  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 [ECSJc&i  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 <g5Bt wo%  
     在该案例种，提出两个不同的目标： tfvX0J  
     #1:最佳的优化函数@193nm y'xB? >|  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 3 zp)!QJi  
    Y<X%'Wd\  
    9. 优化@193nm xvQJTR k  
    #QQ\xj  
    BHOxwW{  
     初始参数： MQ5#6 vJ  
     光栅高度：80nm [Oe$E5qv)]  
     占空比：40% J2Ocf&y;  
     参数范围： C[gCwDwl  
     光栅高度：50nm—150nm ! ]&a/$U  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) !`hjvJryw  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 =|bM|8,  
    Y2!OJuyGc  
    9 }iEEI  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 ?ah-x""Y  
     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。 :h=];^/E  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 l|^p;z: d  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 sb Z)z#Tr  
    F(^vD_G  
    10. 优化@193nm结果 \$T  
    )\l}i%L:  
    f ySzZ  
     优化结果： <s2IC_f<+  
     光栅高度：124.2nm vXLiYWo  
     占空比：31.6% |3/=dG  
     Ex透过率：43.1% y/h~oGxy  
     偏振度：50.0 z*>"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。
    @D^y<7(  
    nZ>qM]">u  
     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。 2aX|E4F  
     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。 iUFS1SN \  
     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。 %N7b XKDP  
    L&MR%5  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 RmY5/IYR|:  
    SGre[+m~m  
    O;9u1,%w  
     初始参数： I!dA{INN  
     光栅高度：80nm G)]'>m<y  
     占空比：40% f)l:^/WP+  
     参数范围： Ij` %'/J  
     光栅高度：50nm—150nm d }=fJ  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) [-_3Zr  
     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% %/"I.\%d  
    ci0)kxUBF  
    ri1D*CS  
     优化结果： g&!UaJ[#9  
     光栅高度：101.8nm 6O bB/*h  
     占空比：20.9% ? [l[y$9  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） /17Qhex  
     偏振对比度：50.0 ^[,Q2MHCT(  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 :f G5?])  
    _t|| v  
    12. 结论 K#_&}C^-jY  
    t'|A0r$  
    • 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 1PpZ*YK3z  
         (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。
    >!848J  
    zsFzF`[k  
     
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