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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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    离线infotek_vlf
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2016-06-01
    'ZDclz9}  
    案例315（3.1） GB=q}@&8p  
    Y `{U45  
    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。 eOb`uyi  
    o6r4tpiR5  
    1. 线栅偏振片的原理 BAhC-;B#R  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 p%s D>1k  
    zaZnL7ZJX  
    2. 建模任务 @.{  
    ![ QQF|  
    _pS%tPw  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 aI<~+]  
     偏振元件的重要特性： ,jn?s^X6Dj  
     偏振对比度 D)_Ei'+*l  
     透射率 U,=K_oBAq  
     效率一致性 2 zy^(%a  
     线格结构的应用(金属) Q@8[ql1l  
     g{%';  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    1bBK1Uw  
    T)uw2  
    4. 建模任务：仿真参数 [a3 0iE  
    I?>#neHc6  
    偏振片#1: e-VL U;  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 "|.(yN  
     高透过率(最大化) I?K0bs+6  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺) ueR42J%s  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) <}%ir,8  
    偏振片#2: .*j+?  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 ZYA(Bg^  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 "7HB3?2>W  
     光栅周期：100nm '!R,)5l0h  
     光栅材料：钨 {UcIt LjY  
    `9ox?|iJ  
    5. 偏振片特性 =r~. I  
    HhL%iy1  
     偏振对比度：(要求至少50:1) 0REWbcxd"  
    f2wW2]Fg  
    K +~v<F  
    K\b O[J  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) \ax%I)3  
    HhvG#Sam!  
    ))`Zv=y"  
    Nj0)/)<r+  
    6. 二维光栅结构的建模 MxRU6+a  
    to3J@:V8e  
    ]D%k)<YK  
     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。 $T6Qg(p  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 x1wxB 1)2  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 S F>D:$a  
    c*dww  
    vi8~j  
    yUO|3ONT  
    7. 偏振敏感光栅的分析 zc+;VtP|8  
    iIE(zw)H  
     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。 :,m)D775S  
     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) <+gl"lG  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 86#mmm)  
    8. 利用参数优化器进行优化 ZRB 0OH  
    M N#C2 qz  
    (x qA.(F  
     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。 SbZt\a 8  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 7X(]r1-+\  
     在该案例种，提出两个不同的目标： {yR)}r  
     #1:最佳的优化函数@193nm xV#a(>-4  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 n*Vd<m;w  
    W(h8!}  
    9. 优化@193nm wkD:i2E7  
    @@83PJFid  
    .KucjRI  
     初始参数： s&hA  
     光栅高度：80nm Jv <$AI  
     占空比：40% 5lnSa+_/f  
     参数范围： mE`qvavP|/  
     光栅高度：50nm—150nm  J4"swPf  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) zpqGh  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 *ldMr{s<R  
     p &>A5  
    pYl{:uIPN8  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。  YX`=M  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 \bm6/fhA:  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 4;RCPC  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 kLt9; <L  
    &_d/ciq1f  
    10. 优化@193nm结果 |<-F|v9og  
    =5~F6to  
    -,VhSI  
     优化结果： S tnv>  
     光栅高度：124.2nm >:E* 7  
     占空比：31.6% ^Opy6Bqb  
     Ex透过率：43.1% +xfW`[.{  
     偏振度：50.0 fu<2t$Cn>  
    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。
    xDJ+BQ<1A  
    PCPf*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。 }{xN`pZ  
     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。 vX0"S  
     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。 qzA]2'~Q  
    rEyz|k:  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 6_<s=nTX  
    1N9< d,  
    rN1U.FRe/  
     初始参数： LkGf|yd_  
     光栅高度：80nm Tz[?gF.Do  
     占空比：40% q^1aPz  
     参数范围： 0[:9 Hb6  
     光栅高度：50nm—150nm q{cp|#m#G  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 4r[pMJiq  
     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% MJ*]fC3/  
    J+b!6t}mZn  
    T5S g2a1&  
     优化结果： a-5HIY5  
     光栅高度：101.8nm .L7Yf+yFg  
     占空比：20.9% bugFl>  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） qX{X4b$  
     偏振对比度：50.0 TcD[Teu  
    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。 1Vf78n  
    oWDSK^  
    12. 结论 )ojx_3j8  
    J4G> E.8  
    • 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 =1*%>K  
         (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。
    YxEbg(Y  
    LMFK3Gd[  
     
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