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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
    ro}WBv  
    案例315（3.1） E'g?44vyw  
    w ]%EJ|'  
    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。 BV"l;&F[  
    f%[0}.wp  
    1. 线栅偏振片的原理 }5b,u6  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 I+GP`=\  
    ;{j@ia  
    2. 建模任务 5K#<VU*:  
    qu`F,OG  
    ;owU]Xk%8K  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 xofxE4.  
     偏振元件的重要特性： s=8$h:^9>  
     偏振对比度 'hNRIM1  
     透射率 rnSrkn"j{  
     效率一致性 1sNZl&  
     线格结构的应用(金属) K3;~|U-l  
    E51'TT9  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    Xh?J"kjof  
    "2_nN]%u-  
    4. 建模任务：仿真参数 P0c6?K6 j  
     ?QRoSQ6  
    偏振片#1: .VA'W16  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 bbG!Fg=qQ?  
     高透过率(最大化) pY$DOr- r`  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) Sp-M:,H3H  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) os[i  
    偏振片#2: 6^QSV@N|  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 %) /Bl.{}<  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 ALi3JU  
     光栅周期：100nm ]N^>>k  
     光栅材料：钨 mV;)V8'  
    Hd ${I",  
    5. 偏振片特性 p?,T%G+gqO  
    m?y'Y`  
     偏振对比度：(要求至少50:1) 1SG^g*mf  
    G\C>fwrP_  
    WNp-V02l  
    rd ]dD G  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) 7<zI'^l  
    y{9<>28  
    >>.4@  
    9xRor<  
    6. 二维光栅结构的建模 OV`#/QL  
    oV;I8;#\J  
    F3=iyiz6  
     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。 /g\m7m)u  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 0 czEA  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 w=x [=O  
    5 8n(fdE  
    JL=s=9N;3  
    +GlG.6  
    7. 偏振敏感光栅的分析 J%1 2Ey@6  
    X8~gLdv8  
     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。 /_ RrNzqy  
     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) D {N,7kT  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 ]}9D*V  
    8. 利用参数优化器进行优化 pP*`b<|  
    ;T|hNsSt  
    WV,j <x9w  
     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。 MB"<^ZX  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 te b/  
     在该案例种，提出两个不同的目标： F2C v,&'  
     #1:最佳的优化函数@193nm .ZVo0  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 ;hkzL_' E)  
    &-(p~[|  
    9. 优化@193nm *:,y`!F=y  
    m:C|R-IL  
    X@^"@  
     初始参数： q":0\ar&QT  
     光栅高度：80nm jB0ED0)wX  
     占空比：40% <lf6gb  
     参数范围： 89l{h8R  
     光栅高度：50nm—150nm `cpUl*Y=  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) S)z5=N(Xz  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 x>MY_?a  
    5 u^;71  
    @WO>F G3  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 )jm u*D5N  
     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。 "V:E BR  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 |s{[<;  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 g/jlG%kI}  
    r  |JZU  
    10. 优化@193nm结果 Bw*6X` 'Q  
    yUlYf#`H  
    gs9VCaIa  
     优化结果： ;eiqzdP  
     光栅高度：124.2nm vw/X  
     占空比：31.6% U Y')|2y 5  
     Ex透过率：43.1% XZ1WY(  
     偏振度：50.0 p<AzpkU,A  
    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。
    { , zg  
    I+FQ2\J*H  
     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。 &dvL`  
     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。 a!*K)x,"<  
     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。 |c3Yh,Sv  
    [y1 x`WOk9  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 vGI?X#w3  
    '(&,i/O  
    0OPpALl  
     初始参数： 2` j#eB1  
     光栅高度：80nm B4ky%gF4  
     占空比：40% ui4*vjd  
     参数范围： D$/*Z5Z)]  
     光栅高度：50nm—150nm TP?HxO_C  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) rhvTV(Bz  
     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% d}_%xkC  
    6/&aBE=  
    HT6+OK(~dJ  
     优化结果： fk  
     光栅高度：101.8nm m9m]q&hx  
     占空比：20.9% ^. ; x  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） v %GcNjZk5  
     偏振对比度：50.0 k=r)kkO)  
    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。 n> O3p ~  
    (N`x  
    12. 结论 Oa#m}b  
    d vTsbs/6  
    • 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 0Rze9od]$  
         (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。
    SM@RELA'Lb  
    _$YT*o@0J  
     
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