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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
    ;*FY+jM  
    案例315（3.1） cw)J+Lyh  
    5?Q5cD2]\6  
    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。 CK4#ZOiaa  
    8dt=@pwx&  
    1. 线栅偏振片的原理 };"_Ku4#-  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 Zm++5b`W/[  
    %RF$Y=c'C  
    2. 建模任务 iK1{SgXrFI  
    vlDA/( &  
    ?*kB>U9e  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 jw\4`NZ]  
     偏振元件的重要特性： .}+3A~  
     偏振对比度 /4+zT?f  
     透射率 i Pl/I  
     效率一致性 q%f90  
     线格结构的应用(金属) glM42s  
    g}hNsU=$5~  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    G\k&s F  
    3^q9ll7Op  
    4. 建模任务：仿真参数 rij%l+%@#  
    [ 4IqHe  
    偏振片#1: Y4,p_6aKJ]  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 CV{ZoY  
     高透过率(最大化) uV}GUE%W  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) J &=5h.G$  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) k`[>B k%b  
    偏振片#2: GvA4.s,  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 3?h!nVI+2J  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 `2V{]F  
     光栅周期：100nm ErsJWp  
     光栅材料：钨 p`U#  
    g?}h*~<b  
    5. 偏振片特性 !&@t  
    1{cF/ :o  
     偏振对比度：(要求至少50:1) !rqs!-cCQ  
    R&P^rrC@B5  
    z1tCSt}7f  
    @ZV>Cl@%2  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) +mKII>{  
    k!+v*+R+V  
    K@osD7-  
    YLSDJ$K6  
    6. 二维光栅结构的建模 7Ot&]M  
    !@ AnwV]  
    yC|odX#  
     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。 Z%3)w.  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 o(3OChH  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 q_>=| b  
    ?&U~X)Q  
    >k/ rJ[Sc  
    S!JLy&@  
    7. 偏振敏感光栅的分析 pm=s  
    Yc5) ^v  
     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。 .)FFl  
     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) !@+4&B=  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 w/(2fU(  
    8. 利用参数优化器进行优化 iZ ;562Mo  
    !g~u'r'1  
    $"Ci{iE  
     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。 |*]<*qnZt  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 QNj6ETB-d  
     在该案例种，提出两个不同的目标： ukD:4s v  
     #1:最佳的优化函数@193nm y,<\d/YY@  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 hrfSe$8  
    2&o3OKt  
    9. 优化@193nm ?i~mt'O  
    $KGRpI  
     {qH+S/  
     初始参数： bD 1IY1  
     光栅高度：80nm 3|/zlKZz  
     占空比：40% c&SSf_0O*  
     参数范围： :%zAX  
     光栅高度：50nm—150nm 7V~ gqum  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) f2Tz5slE  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 3.?oG5 P#  
    h61BIc@>  
    h~&5;  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 C7 9~@%T  
     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。 ?SoRi</1  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 {r?Ly15  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 0'`#I  
    >~G _'~_f  
    10. 优化@193nm结果 XO/JnJ^B  
    {w9GMqq  
    $n<X'7@0  
     优化结果： >#xIqxV,  
     光栅高度：124.2nm 'd<1;Ayw  
     占空比：31.6% t^<ki?*  
     Ex透过率：43.1% XSo$;q\  
     偏振度：50.0 Eg]tDPN1  
    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。
    |-vn,zpe  
    e?XQ,  
     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。 Lq5Eu$;r  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 t|k-Bh:x  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 f`,isy[  
    "@+r|x  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 os`#:Ao5  
    83gp'W{|  
    >^+c s^jCM  
     初始参数： uI_h__  
     光栅高度：80nm X!/  
     占空比：40% J~1 =?</  
     参数范围： . ^JsnP  
     光栅高度：50nm—150nm oxgh;v*  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 8j&LU,  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超过5% ZNTOI]P&  
    D7(kkr:r  
    )\Ay4 d  
     优化结果： ojy[<  
     光栅高度：101.8nm Ni) /L( &  
     占空比：20.9% 9A9yZlt  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） -JB~yO?0  
     偏振对比度：50.0 a2`|6M;  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。  N'e3<  
    @G>Q(a*,  
    12. 结论 !&8HA   
    9~C$C  
    • 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 t"L-9kCM  
         (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。
    Nh/B8:035  
    *^ -~J/  
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