首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> FRED,VirtualLab -> 紫外光栅偏振片的参数优化 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

infotek 2020-11-09 09:28

紫外光栅偏振片的参数优化

案例315(3.1) N_UQ  
)2xE z  
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。 GL1'Zo  
'"y}#h__T  
1. 线栅偏振片的原理 M\Se_  
/Rj#sxtdw  
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 zj<ahg%z  
2. 建模任务 2 P=[  
)zU:  
i[\w%(83Fi  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 yL6^\x  
 偏振元件的重要特性: ( #* "c  
 偏振对比度 )l&D]3$6K  
 透射率 *i^`Dw^~y  
 效率一致性 @}Zd (o  
 线格结构的应用(金属)
nZfs=@w:y  
sYJL-2JX  
3. 建模任务 ow$q7uf  
x-z方向(截面)                         x-y方向(俯视图)
zJ+3g!  
4. 建模任务:仿真参数 K UKACUL  
OO nX`  
偏振片#1: XVt/qb%)r  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 ?]c+j1 i  
 高透过率(最大化)  FZ F @  
 光栅周期:100nm(根据加工工艺) 7Y1GUIRa3  
 光栅材料:钨(适用于紫外波段) )P?IqSEA%  
偏振片#2: y` yZ R _  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 aBhV3Fd[B  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 Tk*w3c"$  
 光栅周期:100nm .6 3=(o  
 光栅材料:钨 qj!eLA-aD  
T dk ,&8  
5. 偏振片特性 %y&]'A  
o:"anHs  
 偏振对比度:(要求至少50:1) :]PM_V|  
y+9h~,:A  
g JjN<&,  
ecj7BT[mLI  
 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) "7,FXTaer  
N>|XS ,  
G,XPT,:%  
Tde0~j}  
6. 二维光栅结构的建模 "0CjP+1k  
O/Rhf[7v*  
ujr(K=E  
 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。 hIYTe  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 .&1C:>  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 t P"\J(x  
-oyO+1V  
Wh( |+rJ?Z  
#Yuvbb[  
7. 偏振敏感光栅的分析 }tG3tz0%fX  
+ H_WlYg-  
 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。 UG;Y^?Ppe5  
 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) 2;$ k(x]  
 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。
qQ0C?  
8. 利用参数优化器进行优化 egk7O4zwP  
~rD={&0  
!ABiy6d  
 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。 (;_FIUz0  
 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 'zZcn" +!  
 在该案例种,提出两个不同的目标: l"(6]Z 4  
 #1:最佳的优化函数@193nm $HJTj29/  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数
i3VW1~.8  
1L nyWZ  
9. 优化@193nm @U{<a#  
({^9<Us  
Rp9fO?ZjHt  
 初始参数: 0aI;\D*Ts  
 光栅高度:80nm FV39QG4b4  
 占空比:40% "O[j!fG8,  
 参数范围: "2?l{4T\  
 光栅高度:50nm—150nm N K]B?  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) ccFn.($p?,  
 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 U]|agz>  
bzN-*3YE=  
errH>D~  
 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 #R0A= !  
 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。 FQz?3w&ia  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 LQYy;<K  
 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 h}`!(K^;3  
+|iYg/2  
10. 优化@193nm结果 )E#2J$TD  
[, RI-#n  
lv&mp0V+  
 优化结果: }A=y=+4 j  
 光栅高度:124.2nm #oeG!<Mn  
 占空比:31.6% *OJ/V O  
 Ex透过率:43.1% Kv'n:z7Md  
 偏振度:50.0 IP`6bMd  
优化后的偏振片满足所需的光学功能,并达到给定的技术要求。 "\W-f  
)4>2IQ  
 得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性,对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 h^9"i3H  
 由于在小于300nm波长时材料参数的变化,透射表现出较差的一致性。 b-U eIjX  
 因此,在第二个步中,将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 9>zcBG8f  
7;@ST`cC  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 g"s$}5{8:  
TGXa,A{  
9Jf)!o8  
 初始参数: aprm0:Q^  
 光栅高度:80nm U[L9*=P;  
 占空比:40% oI:o"T77sA  
 参数范围: zya5Jb:Sg  
 光栅高度:50nm—150nm `\`>0hlu  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) -oeL{9;  
 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% 0~wF3BgV  
/={Js*  
7]xm2CHx5  
 优化结果: <~TP#uAz  
 光栅高度:101.8nm /+*#pDx/zW  
 占空比:20.9% )#|<w9uec  
 Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间) <!-sZ_qq  
 偏振对比度:50.0 DFhXx6]  
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。 NN0$}acp  
Xs&TJ8a  
12. 结论 fO'Wj`&a  
Zwcy4>8  
 应用的偏振分析器可以评价偏振光栅与波长和角度的关系。(同样适用于极紫外光谱范围) |@,|F:h<M  
 VirtualLab参数优化工具箱提供了不同的优化方式,用以改善提高光学元件的性能 j'[m:/  
(如Downhill-Simplex-algorithm) c_aZ{S  
 通过选择合适的评价函数(包括参数权重)可使优化更加合理化,并满足独立的要求。 o1&:ry  
4'$g(+z  
W$U0[^1  
QQ:2987619807 (,^*So/  
查看本帖完整版本: [-- 紫外光栅偏振片的参数优化 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计