首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 讯技光电&黉论教育 -> 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 2021-11-26 10:04

紫外光栅偏振片的参数优化

案例315(3.1) /WTEz\k  
y'_8b=*  
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。 ~18a&T:  
aZA ``#p+  
1. 线栅偏振片的原理 lME>U_E  
~gfR1SE  
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 ~sk p}g]  
2. 建模任务 .Fn|Okn^gr  
+Y%6y]8  
A0DGDr PD  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 LCHMh6  
 偏振元件的重要特性: j<<d A[X  
 偏振对比度 F_ F"3'[  
 透射率 Tz]R}DKB&  
 效率一致性 !__0Vk[s  
 线格结构的应用(金属)
nYyhQX~]B  
9-ozrw8t  
3. 建模任务 /5ZX6YkeH  
x-z方向(截面)                         x-y方向(俯视图)
fW-C`x  
4. 建模任务:仿真参数 t7+A !7b{  
&~,4$& _  
偏振片#1: z K<af  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 x)::^'74  
 高透过率(最大化) M5^Y W#e  
 光栅周期:100nm(根据加工工艺) Lzq/^&sc(  
 光栅材料:钨(适用于紫外波段) ~ nsb  
偏振片#2: Y9+_MxC"  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 3z+l-QO8  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 isZ5s\  
 光栅周期:100nm %nZl`<M  
 光栅材料:钨 ":Wq<Z'  
_Iy\,<  
5. 偏振片特性 B 71/nt9  
_;1{feR_  
 偏振对比度:(要求至少50:1) iod%YjZu  
H71sxek3  
AcH-TIgM/  
Gt`7i(  
 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) [xMa^A>p  
$]2)r[eA)  
!U^{`V jp[  
QU).q65p  
6. 二维光栅结构的建模 d#ir=+o{h  
g68p9#G  
(`tRJWbdz  
 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。 OK [J h  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 #oUNF0L@6  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 2{OR#v~  
m#7(<#  
l:85 _E  
$]v}X},,  
7. 偏振敏感光栅的分析 t[^$F,  
_P;D.>?  
 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。 ?8b19DMK6  
 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) =*mT{q@  
 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。
3N7H7(IR  
8. 利用参数优化器进行优化 tq3Wga!5  
K+B978XD  
zKJ2 ~=  
 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。 ,?fJ0n:!%  
 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 J!I)G&:  
 在该案例种,提出两个不同的目标: @AsJnf$y  
 #1:最佳的优化函数@193nm V>Wk\'h  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数
*ukyQZ9  
V2MOD{Maat  
9. 优化@193nm 7u):J  
P15 H[<:Fz  
[M?2axOC  
 初始参数: -fR :W{u  
 光栅高度:80nm ZO0 Ee1/  
 占空比:40% g)D_  !iz  
 参数范围: [|}IS@  
 光栅高度:50nm—150nm _VtQMg|u  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) .HqFdsm  
 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 u;#]eUk9}  
'D\Q$q  
mgs(n5V5  
 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 V~J5x >O  
 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。 / HTY>b  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 }f}.>B0#  
 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 xmW~R*^  
.g*j]!_]  
10. 优化@193nm结果 @f!X%)\;x  
'M90Yia  
U|(+-R8Z  
 优化结果: I[ \~ pi,  
 光栅高度:124.2nm E-e(K8R  
 占空比:31.6% /7Q|D sa  
 Ex透过率:43.1% 7nZPh3%  
 偏振度:50.0 f8 d 3ZK  
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。 1H)mJVIKkB  
NkE0S`Xf  
 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。 *{o7G  a  
 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。 cNs'GfD}  
 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。 C@rGa7  
Yo-}uTkw  
11. 300nm到400nm波长范围的优化  Cs,H#L  
)G? qX.D  
!xM5 A[f  
 初始参数: aQk&#OQy  
 光栅高度:80nm B@,9Cx564  
 占空比:40% {7o#Ve  
 参数范围: v* ;d  
 光栅高度:50nm—150nm Ic& h8vSU  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) 1I +9?fa  
 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% :FyF:=  
NE995;  
lOIk$"Ne  
 优化结果: I7f ^2  
 光栅高度:101.8nm jvT'N@  
 占空比:20.9% ;"3B,Yj  
 Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间) 3Ob.OwA  
 偏振对比度:50.0 s6H'}[E<  
优化后的偏振片满足所需的光学功能,并达到给定的技术要求,尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 K %^n.  
)Q)qz$h@  
12. 结论 tAX* CMW  
yNTd_XPL  
 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) 8v:{BHX  
 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 7  ,Rg~L  
(如Downhill-Simplex-algorithm) ~%{2Z_t$  
 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。 \-<BUG]=  
查看本帖完整版本: [-- 紫外光栅偏振片的参数优化 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2026 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计