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。 #aadnbf  
|3gWH4M4**  
1. 线栅偏振片的原理 B\>3[_n  
a*o k*r  
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 *C(q{|f  
2. 建模任务 B,A\/%<  
+F^X1  
ZC&4uNUr  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 -M-y*P)  
 偏振元件的重要特性: @SAJ*h fb0  
 偏振对比度 z| zd=3c  
 透射率 T{Yk/Z/}?  
 效率一致性 r6e!";w:U  
 线格结构的应用(金属)
!6*4^$i#o  
<-!' V,c  
3. 建模任务 P}D5 j  
x-z方向(截面)                         x-y方向(俯视图)
s1zkkLw`*  
4. 建模任务:仿真参数 <##aD3)  
d)v!U+-|'  
偏振片#1: Jv D`RUh  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 \6,Z<.I  
 高透过率(最大化) ^I!gteU;  
 光栅周期:100nm(根据加工工艺) fXAD~7T*s  
 光栅材料:钨(适用于紫外波段) C,5Erb/  
偏振片#2: OLDEB.@  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 C] |m|`  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 5K|s]Y;  
 光栅周期:100nm Oz.Zxw  
 光栅材料:钨 g)iw.M2  
6X$iTJ[\x  
5. 偏振片特性 x_x|D|@wM  
B zr}+J  
 偏振对比度:(要求至少50:1) 3$kElq[  
Ijs=4f  
/S%!{;:  
Ht%O9v  
 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) ^4>Icz^ F  
)auuk<  
KnYHjJa  
U,nQnD"!t&  
6. 二维光栅结构的建模 b]\V~ZaXG  
T q5F'@e  
+,bgOq\aG  
 该案例使用一般二维光栅工具,该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 F2["AkNM  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 "C [uz&  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 X]t *  
DT#Z6A  
e irRAU  
JLV?n,nF  
7. 偏振敏感光栅的分析 2)>Ty4*  
}i2dXC/  
 可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析,该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 )1]LoEdm`  
 偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) 7.xJ:r|  
 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。
TWTRMc;z+  
8. 利用参数优化器进行优化 nB86oQ/S  
 tD}HL_  
F6#U31Q=  
 利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 aV?r%'~Z  
 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 7j%sM&  
 在该案例种,提出两个不同的目标: w^QqYUL${  
 #1:最佳的优化函数@193nm TZk.h8  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数
DX#F]8bWl  
XY`2>7  
9. 优化@193nm (Zu V5|N  
WnC0T5S?U  
5V/CYcO  
 初始参数: u+uu?.bM  
 光栅高度:80nm `o!a RX  
 占空比:40% (3Z~EIZz  
 参数范围: Bn{0-5nj  
 光栅高度:50nm—150nm BXo9s~5Q  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) &b&o];a  
 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 S~ 3|  
T2MX_rt#D  
@;@Wt`(2a  
 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 Li\BRlebR{  
 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。 gedk  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 hKW!kA =gZ  
 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 - dt<w;>W  
I Ux svW+  
10. 优化@193nm结果 ihdtq  
}D eW2Jp  
XD\Z$\UJE  
 优化结果: 8RR6f98FF  
 光栅高度:124.2nm OHha5n  
 占空比:31.6% CiGN?1|  
 Ex透过率:43.1% _Uz}z#jt  
 偏振度:50.0 BV HO_  
优化后的偏振片满足所需的光学功能,并达到给定的技术要求。 k|}S K9  
MhpR^VM'.  
 得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性,对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 l?%U*~*  
 由于在小于300nm波长时材料参数的变化,透射表现出较差的一致性。 D`^9 u K  
 因此,在第二个步中,将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 #i GRi!$h  
XL7jUi_4:L  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 ZVek`Cc2  
XP-4=0zd  
9jwo f}OU  
 初始参数: /aB9pD+%  
 光栅高度:80nm 5&r2a}K  
 占空比:40% {XNu4d9w(  
 参数范围: {L8(5  
 光栅高度:50nm—150nm a JDu_  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) [Pt5c6L:  
 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% cNG6 A4  
PF(P"f.?D  
f 6P5J|'  
 优化结果: n[/|M  
 光栅高度:101.8nm Yg#)@L  
 占空比:20.9% 1v&!`^G99j  
 Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间) U)p P^:|  
 偏振对比度:50.0 rLcQG  
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。 (Rk g  
FB PT@`~v  
12. 结论 KV0e^c;  
!lF|90=  
 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) G?/1 F1  
 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 jL)aU> kN  
(如Downhill-Simplex-algorithm) T`=N^Ca1!`  
 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。 QE5 85s5  
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