案例315（3.1）
該應用案例說明了兩個不同紫外光譜偏振片的參數優化，紫外偏振片具有亞波長線柵結構。兩個系統具有不同的功能，如193nm工作波長和以及在期望光譜范圍內效率的一致性。
1. 線柵偏振片的原理
帶金屬脊的線柵偏振片（如鋁，鉻等）。
2. 建模任務
全部透射光線的嚴格仿真和結構參數的優化。
偏振元件的重要特性：
偏振對比度
透射率
效率一致性
線格結構的應用(金屬)
3. 建模任務：
x-z方向(截面) x-y方向(俯視圖)
4. 建模任務：仿真參數
偏振片#1:
偏振對比度不小于50@193nm波長
高透過率(最大化)
光柵周期：100nm(根據加工工藝)
光柵材料：鎢(適用于紫外波段)
偏振片#2:
偏振對比度不小于50@300—400nm波段范圍內
在波長范圍內具有5%一致性的高透過率
光柵周期：100nm
光柵材料：鎢
5. 偏振片特性
偏振對比度：(要求至少50:1)
一致性誤差，如Ex的透射(在要求波長范圍內不超過5%)
6. 二維光柵結構的建模
該案例使用一般二維光柵工具，該工具嵌入在VirtualLab光柵工具箱。
通過使用該功能可處理不同類型的光柵形狀。
通過一個矩形光柵結構來模擬紫外線柵偏振片。
7. 偏振敏感光柵的分析
可通過“偏振分析器”對偏振敏感光柵進行分析，該工具是VirtualLab光柵工具箱的一部分。
偏振片最重要的幾個特性可直接進行選擇(如偏振度、透射率和反射率)
此外，分析器提供了許多選項。如波長變化和入射角。
8. 利用參數優化器進行優化
利用VirtualLab參數優化器可根據給定的評價函數輕松地對結構參數進行優化。
如要求的效率和偏振對比度等，可在優化結構參數中找到。
在該案例種，提出兩個不同的目標：
#1:最佳的優化函數@193nm
#2:在300nm至400nm間一致性優化函數
9. 優化@193nm
初始參數：
光柵高度：80nm
占空比：40%
參數范圍：
光柵高度：50nm—150nm
占空比：20%—50%(與20nm—50nm的脊高相一致)
評價函數：偏振度目標值為50，要求Ex (TM) 透過率不低于40%。
根據需要的評價函數，可以選擇不同的約束類型。
通過改變參數的權重，以保證此參數在優化過程中能夠得到優先優化。
“貢獻值”一欄表示的該權重值下參數的優先權。
在該案例中，權重選擇如圖所示，因此貢獻值相同。
10. 優化@193nm結果
優化結果：
光柵高度：124.2nm
占空比：31.6%
Ex透過率：43.1%
偏振度：50.0
優化后的偏振片滿足所需的光學功能，并達到給定的技術要求。
得到的光柵結構表現出與在193nm波長下相適應的特性，對于所使用的波長(紫外或極紫外)來說這是極具挑戰性的。
由于在小于300nm波長時材料參數的變化，透射表現出較差的一致性。
因此，在第二個步中，將偏振片在特定的光譜范圍內進行一致性優化。
11. 300nm到400nm波長范圍的優化
初始參數：
光柵高度：80nm
占空比：40%
參數范圍：
光柵高度：50nm—150nm
占空比：20%—50%(與20nm—50nm的脊高相一致)
評價函數：偏振度目標值為50，要求Ex (TM) 透過率不低于40%。此外，透射一致性偏差不超過5%
優化結果：
光柵高度：101.8nm
占空比：20.9%
Ex一致性透過率：5%（300nm到400nm之間）
偏振對比度：50.0
優化后的偏振片滿足所需的光學功能，并達到給定的技術要求，尤其是Ex 偏振光的透射一致性。
12. 結論
應用的偏振分析器可以評價偏振光柵與波長和角度的關系。(同樣適用于極紫外光譜范圍)
VirtualLab參數優化工具箱提供了不同的優化方式，用以改善提高光學元件的性能
(如Downhill-Simplex-algorithm)
通過選擇合適的評價函數(包括參數權重)可使優化更加合理化，并滿足獨立的要求。
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