首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> FRED,VirtualLab -> VirtualLab实例_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_vlf 2016-06-01 16:46

VirtualLab实例_紫外光栅偏振片的参数优化

!m"LIa#/Cs  
案例315(3.1) sU!h^N$  
eG&\b-%  
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。 d` %8qLIW  
@ 32~#0a  
1. 线栅偏振片的原理 kW#,o9f\  
[attachment=70652]
带金属脊的线栅偏振片(如铝,铬等)。 ~QgyhJM_h=  
GKT2x '(e  
2. 建模任务 t"x 8]Gy  
[attachment=70653]
&.XlXihnt  
~e*3_l>9  
 全部透射光线的严格仿真和结构参数的优化。 p)6!GdT  
 偏振元件的重要特性: Zk,` Iq  
 偏振对比度 j5Kw0Wy7  
 透射率 h1}U#XV  
 效率一致性 FvYgpbEZ  
 线格结构的应用(金属) 7k,pUC-w7c  
aF*KY<w  
3. 建模任务
      x-z方向(截面)            x-y方向(俯视图)
[attachment=70654]
t/55tL  
sZe$?k|  
4. 建模任务:仿真参数 }L mhM  
H#H@AY3Y  
偏振片#1: 4'3do>!  
 偏振对比度不小于50@193nm波长 eS#kDa/ %  
 高透过率(最大化) mm}y/dO~}  
 光栅周期:100nm(根据加工工艺) kY>jp@w V  
 光栅材料:钨(适用于紫外波段) S!+c1q: ].  
偏振片#2: qt_ocOr  
 偏振对比度不小于50@300—400nm波段范围内 )/HbmtXqI  
 在波长范围内具有5%一致性的高透过率 +cH,2^&  
 光栅周期:100nm o>|&k]W/  
 光栅材料:钨 a ?D]]0%  
Lk%`hsv  
5. 偏振片特性 \^o8qw'pt  
bn 7"!6  
 偏振对比度:(要求至少50:1) |Gp!#D0b  
?^Gi;d5  
[attachment=70655] k+9*7y8w  
s;brs}  
 一致性误差,如Ex的透射(在要求波长范围内不超过5%) G5WQTMzf&  
~[8n+p+&X  
[attachment=70656] r ^=rs!f@  
[U5@m]>^  
6. 二维光栅结构的建模 NS<C"O  
[attachment=70657]
j1zrjhXI  
87!D@Xn  
 该案例使用一般二维光栅工具,该工具嵌入在VirtualLab光栅工具箱。 TxJoN]Z.  
 通过使用该功能可处理不同类型的光栅形状。 oW}nr<G{<  
 通过一个矩形光栅结构来模拟紫外线栅偏振片。 FOPfo b[  
z*V 8l*  
[attachment=70658]
Xr:gm`[  
H1GmC`\<[:  
7. 偏振敏感光栅的分析 '/OcJVSR  
[attachment=70659]
J.E Bt3  
 可通过“偏振分析器”对偏振敏感光栅进行分析,该工具是VirtualLab光栅工具箱的一部分。 mkE_ a>  
 偏振片最重要的几个特性可直接进行选择(如偏振度、透射率和反射率) Yg /g9$'  
 此外,分析器提供了许多选项。如波长变化和入射角。 45.<eWH$*(  
8. 利用参数优化器进行优化 A<h^.{  
[attachment=70660] 8H'ybfed  
BGd# \2  
 利用VirtualLab参数优化器可根据给定的评价函数轻松地对结构参数进行优化。 SND@#?hiO  
 如要求的效率和偏振对比度等,可在优化结构参数中找到。 D`|8Og  
 在该案例种,提出两个不同的目标: (k^% j  
 #1:最佳的优化函数@193nm /^]/ iTg  
 #2:在300nm至400nm间一致性优化函数 {EfA#{x  
#fYRsVQ  
9. 优化@193nm qX[{_$^Q  
[attachment=70661] zif&;)wV/  
ZUyS+60  
 初始参数: gt(^9t;  
 光栅高度:80nm N \~}`({  
 占空比:40% XE>w&  
 参数范围: <x8I<K  
 光栅高度:50nm—150nm nt&"? /s  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) M(^_/ 1Z  
 评价函数:偏振度目标值为50,要求Ex (TM) 透过率不低于40%。 p4F%FS:`  
[attachment=70662] $:?Dyu(Il  
xTU;rJV  
 根据需要的评价函数,可以选择不同的约束类型。 /78zs-  
 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。 {q/;G!ON.S  
 “贡献值”一栏表示的该权重值下参数的优先权。 ZaBmH|k  
 在该案例中,权重选择如图所示,因此贡献值相同。 C'y4 ~7  
7|HIl=  
10. 优化@193nm结果 o)bKs>` U  
[attachment=70663] jY2mn".N  
A`--*$8\  
 优化结果: XDYQV.Bv  
 光栅高度:124.2nm upLjkQ)_  
 占空比:31.6% *HsA.W~2W  
 Ex透过率:43.1% y>#_LhTX-  
 偏振度:50.0  bUsX~R-  
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。
[attachment=70664]
/1v:eoF;  
eZ oAy[  
 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。 86pA+c+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。 ;reBJk  
 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。 p,V%wGM  
y| 0!sNg  
11. 300nm到400nm波长范围的优化 ?I8r2M]  
[attachment=70665]
_dY5qW1p  
74 W Ky  
 初始参数: D^QL.Du,  
 光栅高度:80nm NQGa=kXeJ  
 占空比:40% <PFF\NE9  
 参数范围: G|*&owJ  
 光栅高度:50nm—150nm <O1os"w  
 占空比:20%—50%(与20nm—50nm的脊高相一致) c1q;  
 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% ,(RpBTV  
[attachment=70666] !{4'=+  
^AShy`o^X  
 优化结果: `g_r<EY8/  
 光栅高度:101.8nm Kx?.g#>U;  
 占空比:20.9% y^e3Gyk  
 Ex一致性透过率:5%(300nm到400nm之间) fP[S.7F+No  
 偏振对比度:50.0 VP~(;H5%  
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。 6g\hQ\+Z}  
\#PZZH%  
12. 结论 `M*jrkM]x  
`T+w5ONn  
  • 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)
  • 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 bSz@@s.  
       (如Downhill-Simplex-algorithm)
  • 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。
hH9~.4+*`g  
{+ Ibi{  
查看本帖完整版本: [-- VirtualLab实例_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