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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
    F<-Pbtw  
    案例315（3.1） !b _<_Y{l  
    KS(T%mk\  
    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。 9y]$c1  
    //Tr=!TQu  
    1. 线栅偏振片的原理 /e{Oqhf[n  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 {/0,lic  
    nI_Zk.R  
    2. 建模任务 )cs y^-qw  
    vlj|[joXw  
    S-f3rL[?  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 <U,T*Ql1x  
     偏振元件的重要特性： tfv]AC7x  
     偏振对比度 (uV7N7 <1  
     透射率 P<4jY?.  
     效率一致性 l1W5pmhK]'  
     线格结构的应用(金属) At bqj?  
    rX{|]M":T  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    DD3J2J  
    {8B\-LUR  
    4. 建模任务：仿真参数 Zp__  
    ^jmnE.8R  
    偏振片#1: b0t];Gc%b  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 < m9O0  
     高透过率(最大化) HZK0Ldf  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) P^h2w%6'  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) 8v]{ 5  
    偏振片#2: =v;-{oN!  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 .ySesN: C~  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 [#9ij3vxd  
     光栅周期：100nm Gg.w-&  
     光栅材料：钨 #!`zU4&2  
    $Jr`4s  
    5. 偏振片特性 ka>RAr J  
    ~y|%D;  
     偏振对比度：(要求至少50:1) MZd\.]G@  
    |t]9RC.;7  
    2Qy!Aa  
    q/B+F%QiMQ  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) uRL3v01?H0  
    \ qs6%  
    a<Ns C1  
    S|>Up%{n[  
    6. 二维光栅结构的建模 y2qESAZ%k}  
    _N-7H\hF  
    Z?X$8o^Z  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 H_AV3 ;  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 +I Ze`M%n  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 fF d9D=EW.  
    Wig0OZj  
    y\S7oD(OR  
    XsG]-Cw  
    7. 偏振敏感光栅的分析 H]!y |p  
    zhCI+u4/qz  
     可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析，该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 "yz\p,  
     偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) ~lF lv+,%  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 -DuiK:mp  
    8. 利用参数优化器进行优化 g-:)} 8d6  
    %zelpBu+  
    ?}]kIK}MC  
     利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 ~o%-\^oc  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 xBZ9|2Y s  
     在该案例种，提出两个不同的目标： F d\XDc[g  
     #1:最佳的优化函数@193nm =3zn Ta }  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 a:| 4q  
    ;OPCBdr  
    9. 优化@193nm ]8_h9ziz  
    ( Lu.^  
    <zf+Ii1:,  
     初始参数： ,|4Ye  
     光栅高度：80nm R^2Uh$kk{A  
     占空比：40% QlS5B.h,  
     参数范围： |be r:1  
     光栅高度：50nm—150nm PPqTmx5S  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) &53#`WgJ  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 tT8jC:oVa  
    @*uX[)  
    OhW=F2OIV  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 n>E*g|a  
     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。 Ds G *  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 C}h@El  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 Uo @NK  
    KyyG8;G%  
    10. 优化@193nm结果  q%k+x)  
    +_g T|vlU  
    "pZ3  
     优化结果： h3kHI?jMWG  
     光栅高度：124.2nm 0lRH Yu  
     占空比：31.6% Y1 P[^ws  
     Ex透过率：43.1% 2 &Byq  
     偏振度：50.0 0v@/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。
    bS<@Rd{g  
    Lm wh`oOl  
     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。 |wJZU  
     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。 |%}s$*s  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 j&/.[?K  
    5|R2cc|"9  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 IPO[J^#Me  
    _=L;`~=C9e  
    A&P1M6Of  
     初始参数： &{ {DS  
     光栅高度：80nm Z% ;4Ed  
     占空比：40% d# 3tQ*G/  
     参数范围： 5b#6 Y  
     光栅高度：50nm—150nm V./w06;0  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) #eC;3Kq#-  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% -L9R&r#_e  
    }%YHm9)  
    O|Ic[XfLx  
     优化结果： cU*lB!  
     光栅高度：101.8nm ,GX~s5S8  
     占空比：20.9% !/}FPM_  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） %?f:"  
     偏振对比度：50.0 [S]!+YBK  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 ;x-H$OZX  
    R*@[P g*  
    12. 结论 0sd-s~;  
    4$aO;Z_  
    • 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 L)lQ&z?  
         (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。
    DAnb.0  
     |.C    
     
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