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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
    sBI/`dGZV  
    案例315（3.1） zT&"rcT">  
    )=K8mt0qob  
    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。 (Ytr&gh;0  
    fm^`   
    1. 线栅偏振片的原理 l"dXL"h  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 ]W Yub1  
    UTu~"uCR  
    2. 建模任务 P nE7}  
    BI,]pf;GWv  
    Z>y6[o  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 o*7NyiJ@z  
     偏振元件的重要特性： P#!g P3  
     偏振对比度 0Mn |Yb4p  
     透射率 H6K8.  
     效率一致性 qvy*; <w  
     线格结构的应用(金属) (#>X*~6  
    .,qh,m\Fo  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    9QHj$)?k,  
    <h#W*a  
    4. 建模任务：仿真参数 f!YlYk5  
    ~PyS;L}  
    偏振片#1: tx<^PV2  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 T`]%$$1s  
     高透过率(最大化) k.54lNl  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) =d"5k DK-m  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) RaSuzy^`*]  
    偏振片#2: 5p~5-_JX  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 (:E@kpK  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 a)r["*bTx  
     光栅周期：100nm 9@"pR;X@  
     光栅材料：钨 BH}Cx[n?~  
    J^#g?RHN>m  
    5. 偏振片特性 ,!^c`_Q\>@  
    DS%]7,g]  
     偏振对比度：(要求至少50:1) t D 8l0  
    _\k?uUo&,^  
    F~rl24F  
    &gT@oS{  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ^.@%n1I"5y  
    V+lS\E.  
    9wf"5c  
    .UX4p =  
    6. 二维光栅结构的建模 (m Yi  
    G!C }ULq  
    7>MG8pf3a  
     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。 |/xA5_-N  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 $i<+O,@-  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 b5%<},ySq  
    sx7zRw >X  
    SnUR?k1  
    *K?UWi#$  
    7. 偏振敏感光栅的分析 0>-}c>  
    7>r[.g  
     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。 cQd?,B3#F  
     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) #M!{D  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 jbZTlG  
    8. 利用参数优化器进行优化 e#}Fm;|d  
    b=sY%(2s  
    +{;wOQ.  
     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。 ,2FI?}+R  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 '/loJz 1  
     在该案例种，提出两个不同的目标： Z 369<  
     #1:最佳的优化函数@193nm /TB{|_HbW  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 [P~7kNFOh  
    Jh%SenP_oP  
    9. 优化@193nm /!>OWh*~  
    x{ `{j'  
    ->IZZ5G<  
     初始参数： /4 Kd  
     光栅高度：80nm *a8<cf  
     占空比：40% ^gyI-S(;  
     参数范围： RTg\c[=w  
     光栅高度：50nm—150nm 2-UD^;0  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) {!? M!/d  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 v/~&n  
    qG~6YCqii  
    s%vy^x29  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 jd5kkX8=  
     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。 Qqj9o2  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 x7gd6"10^  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 :nl,A c  
    y eIS}O  
    10. 优化@193nm结果 ?A.ah  
    csJ)Pt?d  
    sL\ {.ad5  
     优化结果： yEh{9S%6p  
     光栅高度：124.2nm Gi@c`lRd1  
     占空比：31.6% %B1TN#KoT  
     Ex透过率：43.1% bV'r9&[_6  
     偏振度：50.0 ld|GY>rH  
    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。
    #M#$2Vt  
    X+u1p?  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 /f oI.S  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 jVoD9H F/  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 "dOQ)<;  
    pJl/d;Cyrb  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 b-@9Xjv  
    1.8"N&s  
    w<]-~`K  
     初始参数： _p9"MU&}  
     光栅高度：80nm o F_{oV '  
     占空比：40% i+T5 (P$  
     参数范围： _):@C:6  
     光栅高度：50nm—150nm j5/|1N  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) !OPHS^L  
     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% %2\Pe 2Z  
    l(F\5Ys  
    L0=`1q  
     优化结果： DMp@B]>  
     光栅高度：101.8nm C+`V?rp=s  
     占空比：20.9% grkA2%N  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） #bG6+"g{=L  
     偏振对比度：50.0 ?-9uf\2_  
    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。 c\ ZnGI\|  
    R/E6n &R  
    12. 结论 d, ?GW  
    gzW{h0iRr  
    • 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 Q]K$yo  
         (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。
    _.]mES|  
    {wz_ngQ  
     
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