切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • Zemax光学设计从入门到精通 光学系统设计：理论、仿真与系统检测 Zemax光学设计实践基础(陈家璧) ZEMAX光学系统设计实战
    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 光学设计与光学元件 CODE V,LightTools,RSoft,LucidShape 计算光学带来的成像革命
    发帖 回复
    返回列表
    • 2231阅读
    • 0回复

    [推荐]VirtualLab实例_紫外光栅偏振片的参数优化 [复制链接]

    		 上一主题 下一主题
    离线infotek_vlf
    技术员
     
    发帖
    82
    光币
    164
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    G.VYp6)5  
    案例315（3.1） 1=TSJ2{ 9  
    \8_V(lU   
    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。 sC6r.@[u8t  
    {a4xF2  
    1. 线栅偏振片的原理 Ve:&'~F2 s  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 T0L+z/N_m.  
    E*4t8  
    2. 建模任务 u[`v&e  
    )l2P}k7`  
    4]"w b5%  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 cHn;}l!I  
     偏振元件的重要特性： S1C^+Sla]  
     偏振对比度  wF;B@  
     透射率 T#e4": A&x  
     效率一致性 B/u*<k4  
     线格结构的应用(金属) ^?Vq L\V5  
    8dV=1O$ /  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    1nXqi)&?;  
    m3%ef  
    4. 建模任务：仿真参数 -,@bA @&  
    r03I*b  
    偏振片#1: M 5rwoyn  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 v|y<_Ya  
     高透过率(最大化) {fElto   
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) w&+\Wo;([b  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) NV(fN-L  
    偏振片#2: (.oaMA"B  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 7BrV<)ih{*  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 _s@bz|yqw  
     光栅周期：100nm )T<D6l Lt  
     光栅材料：钨 4d6% t2  
    zK /f$}  
    5. 偏振片特性 Z_jn27AC  
    !Pe1o-O  
     偏振对比度：(要求至少50:1) y$v@wb5  
    P[1m0!,B  
    {SHqW5VX  
    x{QBMe`  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ,?#*eJD  
    8q{1E];:q  
    q'fPNQg  
    |#:=\gugh  
    6. 二维光栅结构的建模 dRM5urR6,  
    F42TKPN^uu  
    XzlIW&"uC  
     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。 6BR \iZ  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 1uY3[Z9S  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 B[Ix?V4yy  
    zv|M*Wu  
    Yo@m50s$  
    B5 tx f.  
    7. 偏振敏感光栅的分析 ^$8Vh =D  
    `6n!$Cxo  
     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。 0K`ZX&K?W  
     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) hq]xmM?&  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 T&mbXMN  
    8. 利用参数优化器进行优化 p5D5%B/  
    %h3L  
    } =xI3;7  
     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。 Q Id"Cl)3  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 @-}D7?  
     在该案例种，提出两个不同的目标： !k%l+I3J[  
     #1:最佳的优化函数@193nm 9PUa?Bc`=  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 n=;';(wR[  
    u~ Vs wXc4  
    9. 优化@193nm 5>N6VeM  
    0I(uddG3  
    ;`;G/1]#9  
     初始参数： ^! $} BY  
     光栅高度：80nm @*bvMEE  
     占空比：40% ?,D>+::  
     参数范围： .jLMl*6%:  
     光栅高度：50nm—150nm Zj:a-=  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) NW }>pb9  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 e~tr^$/(  
    87&KQ_  
    o(?VX`2"  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 rSM$E  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 u-8X$aJ  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 97['VOh0  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 z"G`o"4 V  
    lNq:JVJ#\r  
    10. 优化@193nm结果 2]?w~qjWm  
    \.K\YAM<  
    iMP*]K-O  
     优化结果： bbfDt^  
     光栅高度：124.2nm 7Qm;g-)f  
     占空比：31.6% KyuA5jQ7  
     Ex透过率：43.1% % JgRcx  
     偏振度：50.0 </K%i;l  
    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。
    (#!(Q) ]  
    ?/o2#iJx  
     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。 KK&<Vw|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。 V%X:1 8j  
     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。 (#f m (@T  
    g;u<[>'I  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 ;zfQ3$@9  
    m_{%tU;N  
    B2ek&<I7N  
     初始参数： &:!ZT=  
     光栅高度：80nm t(Q&H!~e   
     占空比：40% 2VoEQ  
     参数范围： 6Tm Rc  
     光栅高度：50nm—150nm W\ 1bE(AwZ  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) [dSDg2]  
     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% c+,7Zu!  
    o(Ua",|  
    -13P 2<i+  
     优化结果： VJ~X#Q  
     光栅高度：101.8nm *` @XKK  
     占空比：20.9% =j'J !M  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） [H6X2yjj|  
     偏振对比度：50.0 *G2)@0 {  
    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。 E<X{72fb>  
    )[@YHE5g  
    12. 结论 :Y}Y&mA4  
    Rye ~w6  
    • 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 a in#_H  
         (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。
    /pAm8vK   
    jkQt'!  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表