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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
    >Q=e9L=  
    案例315（3.1） IG}yGGn  
    6E_~8oEl  
    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。 L=#B>Eu  
    i88 5T '  
    1. 线栅偏振片的原理 `@\FpV[|P  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 ![{/V,V]~  
    'Sd+CXS  
    2. 建模任务 D3g5#.$,}>  
    >9nVR  
    ]D@aMC$#  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 !|VtI$I>x  
     偏振元件的重要特性： ]Y?ZUSCJ  
     偏振对比度 ,^ -%<  
     透射率 ec^{ez@`  
     效率一致性 BHz_1+d  
     线格结构的应用(金属) 2PPb  
    E}w5.1  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    L1` ^M  
    DZESvIES  
    4. 建模任务：仿真参数 DfkGNBY  
    d/TFx  
    偏振片#1: CPsl/.$tC  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 , =*^XlO=c  
     高透过率(最大化) kN<;*jHV  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) ,lCFe0>k!=  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) #WDpiV7B  
    偏振片#2: -=:tlH n  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 [G+@[9hn%  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 JeVbFZ8  
     光栅周期：100nm U;ujN8  
     光栅材料：钨 `K$;K8!1  
    w5-^Py  
    5. 偏振片特性 WzdlrkD  
    .,thdqOO  
     偏振对比度：(要求至少50:1) ='Oxy  
    g-x;a0MQx  
    DKlHXEt>  
    ga1b%5]v.  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) jtpk5 fJB  
    kiin78W  
     ^LSD_R^N  
    \Ff]}4  
    6. 二维光栅结构的建模 TFbF^Kd#:d  
    h52+f  
    Iw$T'I+4W  
     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。 kd p*6ynD  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 yYaYuf  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 e \kR/<L  
    oe9S$C;$'  
    I2z7}*<u  
    KJ-Q$ M  
    7. 偏振敏感光栅的分析 u91  
    |CS&H2!s  
     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。 RzB64  
     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) _ -ec(w~/  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 >X>]QMfh  
    8. 利用参数优化器进行优化 0eCjK.   
    tJGPkeA  
    SN QLEe  
     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。 lvk*Db$  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 <dk9n}y<,  
     在该案例种，提出两个不同的目标： <(qdxdUp  
     #1:最佳的优化函数@193nm ov>`MCS,v  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 [h\_yU[ P  
    .lc gM  
    9. 优化@193nm !<-+}X+o8$  
    Y k"yup@3  
    Xn<|6u  
     初始参数： giN(wPgYP  
     光栅高度：80nm uMC0XE|S  
     占空比：40% $- Z/UHT  
     参数范围： wz'in  
     光栅高度：50nm—150nm +A_jm!tJS(  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) D>wo>,G  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 ?H!X p  
    Ga *  
    C|ou7g4'p  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 Lr>4~1:`  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 ! }awlv;  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 L\<J|87p?  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 nm,Tng oj  
    ;Y &2G'  
    10. 优化@193nm结果 C4C!-12  
    qkyYt#4E  
    eR8>5:V_  
     优化结果： sy9YdPPE  
     光栅高度：124.2nm ]<O -  
     占空比：31.6% lzZ=!dG  
     Ex透过率：43.1% #+3I$ k  
     偏振度：50.0 O{G $]FtF  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    a@gm r%C  
    ;77q~_g$  
     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。 vf_pEkx*wD  
     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。 DZ;2aH  
     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。 nx4E}8!Lh  
    inx0W3d"T  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 x\(yjNZH  
    &sPu 3.p  
    ~leLQsZ  
     初始参数： $%J $  
     光栅高度：80nm {S5D~A*a+  
     占空比：40% k Nw3Qr  
     参数范围： ; >>/}Jw\  
     光栅高度：50nm—150nm x6*.zo5e  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) :20k6)  
     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% 0EP8MRSR  
    l' Z `%}R  
    2HvzMo-4  
     优化结果： CW#$%  
     光栅高度：101.8nm 2$QuR~  
     占空比：20.9% 0 :1ldU 4  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） $L$GI~w/  
     偏振对比度：50.0 evGUSol?:n  
    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。 z0&I>PG^  
    D D Crvl  
    12. 结论 7wc{.~+  
    ,_t}\7  
    • 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 ^-7{{/  
         (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。
    'r?OzFtxh  
    QJ-?6 7_i  
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