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 2023-04-20 08:34

紫外光栅偏振片的参数优化

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。 ^5GyW`a}  
GBvgVX<  
1. 线栅偏振片的原理 <Wwcd8d  
B1U<m=Y  
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 DH>>u  
2. 建模任务 g0Ff$-#7  
m-v0=+~&  
Gkr]8J  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 !1b4q/  
 偏振元件的重要特性: MB!_G[R  
 偏振对比度 9K6G%  
 透射率 FB>^1B]]  
 效率一致性 <b,oF]+;z  
 线格结构的应用(金属)
QF74'  
Qf .ASC   
3. 建模任务 o?O> pK  
x-z方向(截面)                         x-y方向(俯视图)
nn?h;KzB  
4. 建模任务:仿真参数 mH,L,3R;R  
Bs!F |x(  
偏振片#1: E5+-N  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 l2*o@&.  
 高透过率(最大化) TS Ev^u)3  
 光栅周期:100nm(根据加工工艺) 8{f~tPY  
 光栅材料:钨(适用于紫外波段) 11g_!X -g@  
偏振片#2: GL^84[f-T  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 sA|!b.q  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 ?s-Z3{k  
 光栅周期:100nm `:Bm@eN  
 光栅材料:钨 G(fS__z  
wxc24y  
5. 偏振片特性 NRI @M5  
JGRL&MG4  
 偏振对比度:(要求至少50:1) 5@-[[ $dk  
iU/v; T(  
&*YFK/]  
Zn{Y+ce7d  
 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) .ED8b5t|  
i!i=6m.q7  
B4M rrW4=  
+}eH,  
6. 二维光栅结构的建模 (~ `?_  
"2=v:\~=  
MfU0*nVF~  
 该案例使用一般二维光栅工具,该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 r?$ V;Z  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 =MjkD)l  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 Gpf9uj%  
f6])M)  
oWb\T 2!m  
p&$O}AX|  
7. 偏振敏感光栅的分析 F^Y%Q(Dd7w  
9-"!v0['  
 可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析,该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 :lBw0{fP  
 偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) gski:C   
 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。
UGDB4S  
8. 利用参数优化器进行优化 H{et2J<H  
v vzPt.ag  
^:u-wr8?{  
 利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 7SJbrOL4Q-  
 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 Q.MbzSgXL  
 在该案例种,提出两个不同的目标: j_{f(.5  
 #1:最佳的优化函数@193nm ey@{Ng#  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数
]R*h3U@5#K  
&hcD/*_Z  
9. 优化@193nm Lyq[gQjr  
{l9gYA  
E"zC6iYZ;  
 初始参数: 9U4 D$M  
 光栅高度:80nm :ggXVwpe  
 占空比:40% }B ?_>0  
 参数范围: d<cqY<y VA  
 光栅高度:50nm—150nm -A^o5s  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) odTa 2$O  
 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 W+I""I*mV  
vyvb-oz;u  
+n>p"+c  
 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 "9X1T]  
 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。 &>xz  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 64qqJmG 3  
 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 #H]c/  
"BZL*hHq  
10. 优化@193nm结果 sLd%m+*p  
i<{:J -U|  
)4R[C={  
 优化结果: ( TJGJY  
 光栅高度:124.2nm UCo`l~K)qg  
 占空比:31.6% M=54xTh0Y  
 Ex透过率:43.1% NpH9}, 1i  
 偏振度:50.0 &N*l?7(  
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。 !n<SpW;  
*RmD%[f  
 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。 +45.fo  
 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。 CT/>x3o  
 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\VV++}s>o  
Oe21noL  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 .cz7jD  
^"iJ  
~U4Cf >  
 初始参数: ?_d3|]N  
 光栅高度:80nm {s0!hp  
 占空比:40% ?-'GbOr!  
 参数范围: nG%<n  
 光栅高度:50nm—150nm SB`xr!~A]  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) p_i',5H(  
 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% $ I J^  
?u5jX J0L  
7- |N&u  
 优化结果: -^JPY)\R  
 光栅高度:101.8nm LbuhKL}VN  
 占空比:20.9% LK<ZF=z]Z  
 Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间) /!sGO:  
 偏振对比度:50.0 j_.tg7X  
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。 TQykXZ2Yb)  
.O SQ8W }  
12. 结论 +LlAGg]Z  
-b)3+#f  
 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) )<$<9!L4x  
 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 Mp(;PbVD  
(如Downhill-Simplex-algorithm)  +F~B"a  
 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。 l=L(pS3 ~  
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