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。 (<:rKp  
ck4T#g;=  
1. 线栅偏振片的原理 #k|g9`  
[gg 7Z|Hu  
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 sLpCWIy  
2. 建模任务 +oKpA\mz  
Ws}kb@5  
"n2xn%t{  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 VdN+~+A:  
 偏振元件的重要特性: 88+\mX;A#  
 偏振对比度 N6m*xxI{  
 透射率 b6E8ase:F  
 效率一致性 X0r#,u  
 线格结构的应用(金属)
~%!U,)-  
FO3eg"{N  
3. 建模任务 '%|20 j  
x-z方向(截面)                         x-y方向(俯视图)
(HX[bG`  
4. 建模任务:仿真参数 ePcI^}{  
%imBGh  
偏振片#1: %n`iA7j$W  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 s R0e&Y  
 高透过率(最大化) ]&tr\-3  
 光栅周期:100nm(根据加工工艺) NtP.)  
 光栅材料:钨(适用于紫外波段) Y_ ;i  
偏振片#2: ^zluO   
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 Q!A3hr$IF  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 PTc\I  
 光栅周期:100nm 5Z>pa`_$2  
 光栅材料:钨 N\?Az668?  
r :MaAT<  
5. 偏振片特性 kjKpzdbD  
OTjryJ^  
 偏振对比度:(要求至少50:1) ,I:m*.q  
CFrHNU  
Hn'2'Vu  
1#X= &N  
 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) CCvBE, u x  
k2,oyUT=S  
`0WA!(W  
e.Q K%  
6. 二维光栅结构的建模 {3p7`h~  
r D!.N   
nm|m1Z+U  
 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。 t=\[J+  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 5 Yibv6:3a  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 YH+\rb_  
^3@a0J=F  
3 BhA.o  
6!D  
7. 偏振敏感光栅的分析 'pls]I]  
G?1V~6  
 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。 I)/7M}t`  
 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) %oKc?'L0  
 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。
V +<AG*[  
8. 利用参数优化器进行优化 *SG2k .$  
!U~#H_  
L<>NL$CrN  
 利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 zc~xWy+  
 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 8q[WfD  
 在该案例种,提出两个不同的目标: F?AfB[PM  
 #1:最佳的优化函数@193nm 6f9<&dCK  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数
ymVd94L  
nVA'O  
9. 优化@193nm \ #c+vfq  
w^6N :]d  
){|Lh(  
 初始参数: #$rT 4N c;  
 光栅高度:80nm i1\ /\^  
 占空比:40% JkDZl?x5  
 参数范围: H D ^~4\%  
 光栅高度:50nm—150nm !w\;Q8irN  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) f]65iE?x  
 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 Im1qWe  
mqc Z3lsv  
.wn_e=lT  
 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 &Zy=vk*  
 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。 "/h"Xg>q  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 wyEgm:Vt  
 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 M\4;d #  
>gLy z2  
10. 优化@193nm结果 o5@P>\ u>  
Jm,X~Si  
6Tmb@<I_  
 优化结果: 6]49kHgMhe  
 光栅高度:124.2nm CP#MNNvgrw  
 占空比:31.6% p<['FRf"  
 Ex透过率:43.1% zszx@`/3  
 偏振度:50.0 U>jk`?zW  
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。 MpvA--  
&b8D'XQu  
 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。 'MlC 1HEp  
 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。 g7yHhF>%X  
 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。 -T6%3>h  
,IB)Kk2  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 KA2B3\  
?kefRev<#h  
n=MYv(Pp}  
 初始参数: 4 V*)0?oYE  
 光栅高度:80nm Gnq~1p5^  
 占空比:40% ?q&mI*j!  
 参数范围: [6qP;  
 光栅高度:50nm—150nm ts$UC $  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) /YR $#&N2  
 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% d0,F'?.0|  
dPX>A4wp  
`Pbn  
 优化结果: Y)RikF >  
 光栅高度:101.8nm +:Zi(SuS]  
 占空比:20.9% o`Brr:  
 Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间) <p .[E]a2_  
 偏振对比度:50.0 |{"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,尤其是Ex 偏振光的透射一致性。 B 1.@K}  
8RD)yRJ  
12. 结论 T ua @w+  
l!'iLq"K(  
 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) ~'mhC46d  
 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 y~ LVK8  
(如Downhill-Simplex-algorithm) ,FO|'l  
 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。 [AwE  
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