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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
    Z",0 $Gxu  
    案例315（3.1） 5U2%X pO   
    /TMVPnvz.  
    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。 $u<;X^  
    G*=HjLmZg  
    1. 线栅偏振片的原理 )G2Bx+Z;L  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 T<uX[BO-a  
    Zux L2W  
    2. 建模任务 V^s, 3C  
    rEa(1(I  
    MXA?rjd0  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 6()Jx%  
     偏振元件的重要特性： (Y~/9a4X  
     偏振对比度 #wyceEa  
     透射率 =oSD)z1c?x  
     效率一致性 &* VhtT?=5  
     线格结构的应用(金属) L1kn="5  
    g2f"tu_/%  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    J_)F/S!T  
    4 $k{,  
    4. 建模任务：仿真参数 upMs yLp(  
    }9ulHiR  
    偏振片#1: !!.@F;]W  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 \;XJ$~>  
     高透过率(最大化) w"v96%"Y  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) C^$E#|E9N  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) Ku'a,\7z  
    偏振片#2: (6fD5XtS  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 K"l~bFCZ8  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 L 0Ckw},,  
     光栅周期：100nm R&!;(k0  
     光栅材料：钨 M&iXdw&  
    v} !lx)#  
    5. 偏振片特性 %R5- 6  
    V dJ  
     偏振对比度：(要求至少50:1) >:.c?{%g*  
    $}4ao2  
    }X9 &!A8z  
    i6bUJtL  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) 1 Ne;U/  
    !~zn*Hm  
    %|4Kak]:Q  
    %0&,_jM/9  
    6. 二维光栅结构的建模 Lq3<&$  
    ;-JF1p7;  
    U9BhtmY  
     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。 I!!cA?W  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 3_RdzW}f  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 \FO`WUAF  
    hvI#D>Z!Yp  
    jct=Nee|  
    z$ QoMq]  
    7. 偏振敏感光栅的分析 8A0a/ 7Lj  
    P:Q&lnC  
     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。  }se3y  
     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) w!`e!}  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 |QZ E  
    8. 利用参数优化器进行优化 y /vc\e  
    ShQ!'[J  
    r5Q#GY>  
     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。 #bcZ:D@FC  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 WXo bh  
     在该案例种，提出两个不同的目标： sw9ri}oc  
     #1:最佳的优化函数@193nm 3Z~_6P^ +N  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 pa^_D~  
    BJ_"FG  
    9. 优化@193nm ;pL!cG@  
    #HP-ne; #  
    IPTFx )]G  
     初始参数： X#by Dg  
     光栅高度：80nm p! k~uf U  
     占空比：40% |)d%3s\  
     参数范围： ^$`mS&3/q  
     光栅高度：50nm—150nm ;mI^J=V3  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) $J<WFDn9  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 pq_U?_5Z'r  
    #t2N=3dOj  
    ~[F7M{LS  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 y<HNAG j  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 Y4N7# 5  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 R:l&2  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 UFZOu%Y  
    AcJrJS)~  
    10. 优化@193nm结果 Sz|kXk6&9  
    rosD)]I7  
    %* K zP{  
     优化结果： J(8?6&=ck  
     光栅高度：124.2nm EXbZ9 o*  
     占空比：31.6% #" "T>+  
     Ex透过率：43.1% ?c8( <_I+  
     偏振度：50.0 T++q.oFc  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    Xhyn! &H5  
    #%%!r$UL  
     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。 Af@\g-<W_  
     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。 *qYw  
     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。 FbMtor  
    ]Ar,HaX-  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 Xe:rPxZf~  
    b)#rUI|O  
    >\~Er@  
     初始参数： a;Pn.@NVq  
     光栅高度：80nm ' -9=>  
     占空比：40% FjizPg/|!  
     参数范围： #l`\'0`.  
     光栅高度：50nm—150nm 86cnEj=   
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) MSBrI3MqQ  
     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% G$KQgUN~[  
    y$di_)&g  
    1he5Zevm}  
     优化结果： KiFTj$w,  
     光栅高度：101.8nm CAx eJ`Q  
     占空比：20.9% \1#]qs -  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） |c2sJyj*  
     偏振对比度：50.0 ShlTMTgS  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 PJ&L7   
    =_ j<x$,b-  
    12. 结论 G; exH$y  
    (GGosXU-v  
    • 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 HCkfw+gaV  
         (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。
    N^wHO<IO 1  
    #*w)rGkU2  
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