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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
    `P5"5N\h  
    案例315（3.1） >ATW/9r  
    OX`n`+^D  
    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。 *=7[Ip< X  
    ~+np7  
    1. 线栅偏振片的原理 \S<5b&G  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 }6bLukv  
    YiCDV(prT  
    2. 建模任务 1wgu%$|d  
    lX4p'R-h  
    `SwnKg  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 |:#mw 1  
     偏振元件的重要特性： J7_H.RPa  
     偏振对比度 0/ Ht;(  
     透射率 \+u qP:Ty  
     效率一致性 7xc<vl#:q7  
     线格结构的应用(金属) ,![=_d  
    ;9PM?Iy[  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    ~/U0S.C  
    dvD<>{U,8  
    4. 建模任务：仿真参数 Ax0,7,8y  
    (6BCFl:/Q<  
    偏振片#1:  +o  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 ifs*-f  
     高透过率(最大化) ]p!J]YV ]0  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) '/H(,TM  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) ':V_V. :  
    偏振片#2: DOerSh_0W  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 RF)B4D-W  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 #I?iR 3u  
     光栅周期：100nm iW?9oe  
     光栅材料：钨 @;6}xO2  
    %)9]dOdOk  
    5. 偏振片特性 MQ*#oVqv  
    PBL^xlg  
     偏振对比度：(要求至少50:1) #& wgsGV8C  
    vy@Lu cB  
    5 DB>zou   
    9>R|k$`  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ' D&G~$  
    X^Y9T`mQ}  
    hzLGmWN2j8  
    u =kSs  
    6. 二维光栅结构的建模 =.E(p)fz  
    \=7=>x_  
    <~M9 nz(<  
     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。 n6 G&^Oj  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 > bF!Y]H  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 ?Q)Z..7  
    udGGDH  
    k_n{Mss'9  
    0lCd,a 2:  
    7. 偏振敏感光栅的分析 E ZKz-}  
    LH#LBjOZk  
     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。 (u&yb!`  
     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) rO$>zdmYHs  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 g u =fq\`  
    8. 利用参数优化器进行优化 ?0NSjK5ma  
    |u"R(7N*  
     sGls^J)  
     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。 e H  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 /Q8A"'Nk  
     在该案例种，提出两个不同的目标： +~Lzsh"  
     #1:最佳的优化函数@193nm &PuJV +y  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 H}V*<mg w  
    % `T5a<  
    9. 优化@193nm +Nbk\%  
    ~cBc&u:"  
    e K1m(E.=  
     初始参数： 0t/y~TrBY  
     光栅高度：80nm hav?mnVJ  
     占空比：40% +Z&&H'xD  
     参数范围： %C6zXiO"  
     光栅高度：50nm—150nm Qz)8eIO:  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 7Y|>xx=v  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 [y[v]'  
    sQAc"S  
    fC GDL6E  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 $t# ,'M  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 R}X_2""  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 sq(Ar(L<  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 Bb [e[,ah  
    a/<pf\O  
    10. 优化@193nm结果 0 ,Qj:  
    ^xw [d}0 S  
    q\t>D _lU  
     优化结果： 8^/Ek<Q b|  
     光栅高度：124.2nm 6a]f&={E  
     占空比：31.6% n+\Cw`'<H  
     Ex透过率：43.1% Ya&\ly /i  
     偏振度：50.0 5;MK1l  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    *_/eAi/WG  
    iC|6roO!jk  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 Ky9No"o  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 sJI -  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 .V 3X#t  
    M |Q  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 Q`p}X&^a  
    %{~mk[d3  
    9g&)6,<  
     初始参数： &PBWJ?@O)r  
     光栅高度：80nm }RN=9J  
     占空比：40% @)Hbgkdi  
     参数范围： OZB}aow  
     光栅高度：50nm—150nm .`Old{<  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) b!5tFX;J  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% N7$DRG/<b  
    $Y 4ch ko  
    :Bv&)RK  
     优化结果： ]i,Mq  
     光栅高度：101.8nm ^W[B[Y<k  
     占空比：20.9% GkGC4*n  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） )' x/q  
     偏振对比度：50.0 Av v  
    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。 dy6F+V\DG  
    W:{PBb"x8  
    12. 结论 )>/j&>%  
    |+;KhC  
    • 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 uU[[[LQq  
         (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。
    Ca5Sc, no  
    ^=izqh5S  
     
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