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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
    -mWw.SfEZ  
    案例315（3.1） SqT"/e]b'  
    'Rar>oU  
    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。 OU Yb-  
    4*ty&s=5OJ  
    1. 线栅偏振片的原理 {F{[!.  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 5p>]zij>  
    !&`7  
    2. 建模任务 :h](;W>H  
    A.'`FtV  
    !Z9ikn4A  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 2Dwt4V  
     偏振元件的重要特性： @_ tA"E  
     偏振对比度 5kL#V  
     透射率 J4R  
     效率一致性 ph|2lLZ  
     线格结构的应用(金属) e\bF_ N2VA  
    fb S.  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    Lu$:,^ C  
    CBgFB-!qpe  
    4. 建模任务：仿真参数 %/,Uk+3p  
    Q*{H]  
    偏振片#1: ":#A>L? l  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 f@V{}&ZWp  
     高透过率(最大化) |GLn 9vw7S  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) ,r)d#8  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) !z&seG]@  
    偏振片#2: Yhv`IV-s  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 0aq-drl5\  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 mm9S#Ya  
     光栅周期：100nm TlZlE^EE<  
     光栅材料：钨 ;lPhSkD  
     3kzGL  
    5. 偏振片特性 5'}!v  
    tGy%n[ \  
     偏振对比度：(要求至少50:1) u/{_0-+P  
    ]H@uuPT!  
    g_U*_5doA  
    Ns7l-mb  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) [>QsMUvak  
    =P+wp{?AN|  
    C@:N5},]  
    xVmUmftD  
    6. 二维光栅结构的建模 -wHGi  
    ZI:d&~1i1  
    ,2L,>?r6  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 9~ .BH;ku  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 B 0fo[Ev  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 ^L2Zo'y [  
    :.o0<  
    !"qEB2r  
    j1C0LP8  
    7. 偏振敏感光栅的分析 bsS| !KT  
    !c;p4B)  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 (6_/n&mF  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) 5Szo5  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 m`w6wz  
    8. 利用参数优化器进行优化 /?<9,7#i  
    *h8XbBZH  
    Kof-;T  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 z:q'?{` I  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 d=Ihl30m  
     在该案例种，提出两个不同的目标： zCN;LpbEJY  
     #1:最佳的优化函数@193nm S6Xw+W02  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 S%%qn  
    W;j)ux7jMY  
    9. 优化@193nm bJu,R-f  
    [+2^n7R  
    (>% Vj  
     初始参数： p5 PON0dS  
     光栅高度：80nm p~y 4q4  
     占空比：40% uX!y,a/"  
     参数范围： I Q`aDo-V  
     光栅高度：50nm—150nm o`]FH _  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) G5@@m-  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 _34YH5  
    ? 9M+fi  
    S 2` ;7  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 V'#u_`x"D)  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 cnO4N UDv  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 o ieLh"$  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 NWX%0PGZ  
    {nWtNyJpS  
    10. 优化@193nm结果 ph.:~n>z  
    MZ[g|o!)v  
    Kct +QO(  
     优化结果： v\T1,Z@N^  
     光栅高度：124.2nm n_ gB#L$  
     占空比：31.6% @)Y7GM+^  
     Ex透过率：43.1% Cd*C^cJU&z  
     偏振度：50.0 @k;3$  
    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。
    / S^m!{  
    xL#oP0d<e  
     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。 Vc<n6  
     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。 bpCe&*\6K  
     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。 &cejy>K  
    0|k[Wha#  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 "TCbO`mg  
    5q*~h4=r7  
    I!@` _Q9N  
     初始参数： DEuW'.o>  
     光栅高度：80nm 1e%Xyqb  
     占空比：40% uZI:Kt#  
     参数范围： rx) Q]  
     光栅高度：50nm—150nm SQvB)NOw  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) :jCaDhK  
     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% ;0{*V5A  
    ,RH986,6V  
    zL}DLfy>R  
     优化结果： ;hp; Rd  
     光栅高度：101.8nm tV%\Jk),  
     占空比：20.9% ~UFsiVpL  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） wYM{x!D  
     偏振对比度：50.0 Hc3/`.nt  
    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。 iIRigW  
    "Vy\- ^  
    12. 结论 G*V 7*KC  
    dRC+|^ rSC  
    • 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 <\NXCUqDpo  
         (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。
    SpQ6A]M gm  
    =v;@w$#  
     
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