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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
    `LD#fg*  
    案例315（3.1） 77y_?di^I  
    V?KACYd@O  
    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。 h4@v. GI  
    m~KGB"  
    1. 线栅偏振片的原理 P}=u8(u  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 a%3V< "f  
    tnx)_f  
    2. 建模任务 (W*~3/@D  
    WxNPAJ6YH  
    Y6LoPJ  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 Z7 \gj`  
     偏振元件的重要特性： KIt:ytFx  
     偏振对比度 \9[_*  
     透射率 v0pyyUqS  
     效率一致性 !@ERAPuk  
     线格结构的应用(金属) f<!3vAh  
    I%dFVt@  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    :]?y,e%xu,  
    t- Rp_2t  
    4. 建模任务：仿真参数 !'-K>.B  
    }(}+I}&~  
    偏振片#1: ?QzA;8H  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 {+Rf?'JZH  
     高透过率(最大化) Rg/*)SKj  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) :mwNkT2et  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) lTNfTO^  
    偏振片#2: u_0&`zq  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 yc|j]?  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 uFd.2,XNP  
     光栅周期：100nm [Xy^M3  
     光栅材料：钨 >s\j/yM  
    Q4YIKNN|7  
    5. 偏振片特性 lYZ5FacqC  
    ,^dyS]!d$  
     偏振对比度：(要求至少50:1) x)'4u6;d  
    6mH0|:CsY  
    \k6Ho?PL  
    A]VcQ_e  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) 2LpJxV  
    KH4 5A'o  
    .A;D-"!  
    n<C4-'^U[a  
    6. 二维光栅结构的建模 ],rtSUO  
    XwlA W7lU=  
    M[wd.\ %  
     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。 9S"c-"y\#  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 zB6u%uWR  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 fV[(s7vW  
    }F=+*-SYZ  
    !P*1^8b`f  
    mp2J|!Lx  
    7. 偏振敏感光栅的分析 vR m.# +Td  
    EC6&#)g;CO  
     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。 >UTAk  
     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) }t4?*:\  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 "tu BfA+f  
    8. 利用参数优化器进行优化 !2dA8b  
    L4th 7#  
    ]lj,GD)c  
     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。 g(d9=xq@k  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 e/@tU'$  
     在该案例种，提出两个不同的目标： xFZA1 8  
     #1:最佳的优化函数@193nm >YPC &@9   
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 r81YL  
    m>4jRr6sF  
    9. 优化@193nm r3a$n$Qw  
    "e WN5 2  
    voRr9E*n  
     初始参数： Y 9rW_m@B  
     光栅高度：80nm Y,O)"6ev  
     占空比：40% 4_3O?IY  
     参数范围： -!E))|A  
     光栅高度：50nm—150nm 3`@alhD'  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) f&+=eUp  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 as\6XW$;Q  
    v,t&t9}/  
    w,L PM+  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 [n/'JeG5  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 )zK`*Fa az  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 b>|3?G  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 %x_c2  
    Kfnn;  
    10. 优化@193nm结果 b&.j>=  
    sW)C6 #  
    ~.qzQ_O/  
     优化结果： Lq@pJ)a  
     光栅高度：124.2nm DXPiC[g]  
     占空比：31.6%  V"n0"\k,  
     Ex透过率：43.1% 8zew8I~s  
     偏振度：50.0 9g3J{pKcZ  
    优化后的偏振片满足所需的光学功能，并达到给定的技术要求。
    6Q]c]cCu  
    h?wNmLre  
     得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性，对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 fI"q/+  
     由于在小于300nm波长时材料参数的变化，透射表现出较差的一致性。 k)D:lpxv  
     因此，在第二个步中，将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 ;Ab`b1B  
    [9f TN2'z  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 =PXQ X(_  
    (p<QRb:&Z  
    ]_NN,m>z  
     初始参数： `_Bvae j?,  
     光栅高度：80nm }J}a;P4  
     占空比：40% iq$edq[  
     参数范围： &.ZW1TxE8  
     光栅高度：50nm—150nm &wRdUIc  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ZN!OM)@:!  
     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% n*-t =DF  
    X%W_cb2  
    sGIY\%  
     优化结果： & f7{3BK  
     光栅高度：101.8nm =ECw'  
     占空比：20.9% X%"P0P  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） )e.Y"5My  
     偏振对比度：50.0 +}c '4hRv  
    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。 }49X  N  
    IuDg-M[  
    12. 结论 5T,Doxo  
    P;[5#-e  
    • 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 lcgT9 m#  
         (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。
    PbOLN$hP  
    v(^{ P  
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