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。 FEPXuCb  
&bqT /H18  
1. 线栅偏振片的原理 xt'tL:d  
f\;65k_jq  
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 $wYtyN[  
2. 建模任务 /MB{Pmk$R  
]%uZ\Q;9p  
z|?R/Gf8  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 qjJBcu_C'S  
 偏振元件的重要特性: Sp}D ;7  
 偏振对比度 gx03xPeu  
 透射率 Iu~\L0R427  
 效率一致性 ;TcvA  
 线格结构的应用(金属)
j7FN\ cz  
2RF^s.W  
3. 建模任务 T,fI BD:  
x-z方向(截面)                         x-y方向(俯视图)
_8}QlT  
4. 建模任务:仿真参数 <]C$xp<2  
k{tMzx]F__  
偏振片#1: )CI1;  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 o ]Jv;Iy@?  
 高透过率(最大化) 4RKW  
 光栅周期:100nm(根据加工工艺) *F>v]8  
 光栅材料:钨(适用于紫外波段) 2>} xhQJ  
偏振片#2: _4 6X%k  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 <)g8y A  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 y5= `ap  
 光栅周期:100nm D2YZ9e   
 光栅材料:钨 3:"]Rn([P  
3$vRW.c\q  
5. 偏振片特性 ,1q_pep~?%  
e@@?AB$n(  
 偏振对比度:(要求至少50:1) x?x`oirh  
o01kYBD  
D7]# Xk2  
}],Z;:  
 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) RjJU4q  
8$|8`;I(  
rOW-0B+N  
WWwUwUi  
6. 二维光栅结构的建模 _u"nvgVz9  
%CZ-r"A  
lX:|iB  
 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。 >}~#>Ru  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 0Q"u#V Sp  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 }14 {2=!Q  
U(&oj e  
M-NV_W&M  
71#I5*8  
7. 偏振敏感光栅的分析 -71dN0hWh  
xy+QbD T  
 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。 , xx6$uZ  
 偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) 0Q1FL MLV  
 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。
GZ!| }$ 8  
8. 利用参数优化器进行优化 Zn:R PMk*  
)T907I|  
zWw2V}U!  
 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。 &a!BD/  
 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 Fhq9D{TeY,  
 在该案例种,提出两个不同的目标: I~PDaZP  
 #1:最佳的优化函数@193nm R8*Q$rH<  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数
ZA~Z1Mro#"  
^IZ)#1U  
9. 优化@193nm iK;dU2h  
?:^mBb) T  
HLQ"?OFlz  
 初始参数: Ap&)6g   
 光栅高度:80nm U5Erm6U:  
 占空比:40% < (RC|?  
 参数范围: :&}odx!-!C  
 光栅高度:50nm—150nm fkfZ>D^1  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) y<W8Q<9  
 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 Vi! Q  
39 e;  
tc_f;S`k  
 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 N;F)jO xsl  
 通过改变参数的权重,以保证此参数在优化过程中能够得到优先优化。 ,O=a*%0rt  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 2.}R  
 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 PZ:u_*Vu`  
M"=n>;*X  
10. 优化@193nm结果 "re-@Baw  
PDx)S7+w[  
2J;`m_oP  
 优化结果: >: 0tA{bV  
 光栅高度:124.2nm GYRYbiwqdi  
 占空比:31.6% UbJ*'eoX  
 Ex透过率:43.1% >QQ(m\a$  
 偏振度:50.0 (J$\-a7<f  
优化后的偏振片满足所需的光学功能,并达到给定的技术要求。 nR \'[~+  
RR1A65B  
 得到的光栅结构表现出与在193nm波长下相适应的特性,对于所使用的波长(紫外或极紫外)来说这是极具挑战性的。 dtM[E`PL  
 由于在小于300nm波长时材料参数的变化,透射表现出较差的一致性。 ^jdL@#k00  
 因此,在第二个步中,将偏振片在特定的光谱范围内进行一致性优化。 q)u2Y]  
[c K^+s)N  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 i;\s.wrzH  
-P=g3Q i  
`Y?t@dd  
 初始参数: Rz%e>)  
 光栅高度:80nm KcGsMPJ  
 占空比:40% )\/ =M*  
 参数范围: k@!r#`j3  
 光栅高度:50nm—150nm 2)iD4G`  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) }m]q}r  
 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。此外,透射一致性偏差不超过5% ~yJ4qp-  
UyYfpL"$A"  
7D"%%|: h  
 优化结果: S^RUw  
 光栅高度:101.8nm 9pWy"h$H  
 占空比:20.9% ,1n >U?5  
 Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间) khd5 Cf[   
 偏振对比度:50.0 -*VKlZ8-  
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。 C.a5RF0  
cleOsj;S  
12. 结论 ; ~ 4k7Uz  
W+>wu%[L  
 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) j28_Hh T  
 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 bPD)D'Hs  
(如Downhill-Simplex-algorithm) IxSV?k   
 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。 uq7T{7~<  
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