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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
    :Rv ?>I j  
    案例315（3.1） \95qH ,w)T  
    2_M+akqy^  
    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。  Ec IgX_\  
    A]ZCQ49  
    1. 线栅偏振片的原理 =y -L'z&r  
    带金属脊的线栅偏振片（如铝，铬等）。 (;v)0&h  
    ]x1MB|a6  
    2. 建模任务 5I/wP qR[  
    _OV\W'RrA  
    q9fCoz  
     全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 2w\$}'  
     偏振元件的重要特性： q9cmtZrm  
     偏振对比度 ?PVJeFH  
     透射率 y6NOHPp@  
     效率一致性 BC*vG=a  
     线格结构的应用(金属) (uW/t1  
    j(^ot001%v  
    3. 建模任务：
          x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
    ^,u0kMG5l  
    ALvj)I`Al  
    4. 建模任务：仿真参数 AzAD76iNv  
    ?&;d#z*4  
    偏振片#1: J$6h% Eyo  
     偏振对比度不小于50@193nm波长 w}+#w8hu  
     高透过率(最大化) S^q)DuF5!  
     光栅周期：100nm(根据加工工艺)  7'u<)V  
     光栅材料：钨(适用于紫外波段) j1 _ E^  
    偏振片#2: 3 i<,#FaL  
     偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 ^kZfE"iE2  
     在波长范围内具有5%一致性的高透过率 3ThBy'  
     光栅周期：100nm 4;"^1 $  
     光栅材料：钨 wKF #8Y  
    zRTR  
    5. 偏振片特性 Gt#Jr!N~  
    Fe 3*pUt  
     偏振对比度：(要求至少50:1) jv $Y]nf  
    I)#=#eI* :  
    ?#8',:  
    r @C2zF7  
     一致性误差，如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) dmh6o *  
    @3`:aWda  
    Z$ qFjWp  
    HScj  
    6. 二维光栅结构的建模 BiGB<Jr  
    ~\= VSwJ  
    $r`K4g  
     该案例使用一般二维光栅工具，该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 \#4??@+Xf  
     通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 l`lo5:w  
     通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 ` nBCCz'Y!  
    &qw7BuF  
    F) w.q  
    @L^Fz$Sx  
    7. 偏振敏感光栅的分析 YnnpgR.  
    l;i,V;@ t  
     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。 _&S?uz m  
     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) TDI8L\rr  
     此外，分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 >55c{|"@L  
    8. 利用参数优化器进行优化 JA W}]:jC  
    W{E2 2J}  
    z;1y7W!v  
     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。 p7(Pymkd  
     如要求的效率和偏振对比度等，可在优化结构参数中找到。 /dTy%hZC}  
     在该案例种，提出两个不同的目标： ^NJ]~h{n$  
     #1:最佳的优化函数@193nm 9hAS#|vK  
     #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 ""Ul6hRgv  
    dz/' m7  
    9. 优化@193nm x_9<&Aj6  
    P.*J'q 28  
    Hw"ik6  
     初始参数： Z09FW>"u  
     光栅高度：80nm jvx9b([<sG  
     占空比：40% /64jO?mp  
     参数范围： 4 -)'a} O  
     光栅高度：50nm—150nm i^P@?  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) $>E\3npV  
     评价函数：偏振度目标值为50，要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 htc& !m  
    xGbr>OqkTX  
    MWf]U  
     根据需要的评价函数，可以选择不同的约束类型。 e;b,7Qw  
     通过改变参数的权重，以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 f`<j(.{9F  
     “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 N[ 4v6GS  
     在该案例中，权重选择如图所示，因此贡献值相同。 t}-[^|)7  
    w?CbATQ   
    10. 优化@193nm结果 dDH+`;$.  
    gA ]7YHc  
    ~ZU;0#  
     优化结果： Z4FyuWc3  
     光栅高度：124.2nm 0 eZfHW&  
     占空比：31.6% &{QB}r  
     Ex透过率：43.1% d7N;F a3yL  
     偏振度：50.0 XfA3Ez,}  
    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。
    `}o4&$  
    `NA[zH,w3  
     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。 G%)?jg@EA  
     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。 7}bjJR "  
     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。 R_h(Z{d  
    ga#,42)H  
    11. 300nm到400nm波长范围的优化 Q0~5h?V'  
    .lu:S;JSnS  
    PK1j$ &F  
     初始参数： KtJE  
     光栅高度：80nm Ab7hW(/  
     占空比：40% T#Pz_ hAu  
     参数范围： 8 o8FL~&]  
     光栅高度：50nm—150nm o;Ijv\Em  
     占空比：20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) RAKQ+Y"nl  
     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% A/N*Nc  
    XuJwZN!(  
    %sC,;^wla'  
     优化结果： sBuJK'  
     光栅高度：101.8nm mOwgk7s[ J  
     占空比：20.9% 1_:1cF{w  
     Ex一致性透过率：5%（300nm到400nm之间） ]i*q*]x2u  
     偏振对比度：50.0 rh2pVDS  
    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。 g$VcT\X  
     .Pq8C  
    12. 结论 hM E|=\  
    ub6\m=Y7  
    • 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 7UHqiA`L  
         (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。
    qGkrG38K  
    (PGmA>BT  
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