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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 *f{7  
     +IvNyj|  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 R_maNfS]Z  
     !syU]Yk  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 37#cx)p^f  
     }(m1ql  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 $?-7OXj<  
    Xc{ZN1 4n  
    相关案例：100.01,101.01 9`&?hi49nK  
     B i'd5B5  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 yXkt:O,i  
     P%iP:16  
    建模任务： 5;}2[3}[  
     hMv2"V-X  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 Ih; aBS  
     `4_c0 q)N4  
    dQ,Q+ON>  
    优化目标： SBC~QD>L+  
    l@xWQj9  
    —TE模偏振光的透过率最大化 cbfD B^_  
     XWJ SLN(O  
    —TM模偏振光的透过率最小化 s} s|~  
     >8%M*-=p  
    优化函数： lbd(j{h>4  
     \/n+j!  
    —最小化TE的透过率 WX LK89ev\  
     uN8/Q2   
    —最小化偏振度（要求＞50:1） :Pc(DfkS  
    36nyu_h:R  
     3\1#eK'TK.  
       -ovoRI^6`}  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 0Yp>+:#  
    lVP |W:~K  
     eap8*ONl  
    w#sq'vo4%  
    优化的自由变量为： Oc#>QZ3  
    ?HV}mS[t  
    —缝宽：10—190mm oooS s&t  
     C\OECVT  
    —光栅深度：20—200nm wE?CvL  
     ~JLYhA^'+<  
    优化算法： "w9`cz9a~J  
     !W~QT}  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 &f"T,4Oh  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 CG.,/]_  
     UoHd-  
    光路流程图和偏振分析器： /22nLc;/Cx  
     7LfcF  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 !3@{U@*Z]  
     cW; H!:&  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 G0Hs,B@5?  
    g>yry}>04%  
    Parameter Run 的全局搜索： 2[ksi51y  
     oPsK:GC`U  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 *!w25t  
     Ev{MCu1!6  
    Parameter Run 设置 L:pUvcAc?  
     *,&S',S-  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； O5M2`6|As  
     []gRfM]$&  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； I>aGp|4  
     %A) 538F  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Z%OW5]q  
     e^8BV;+c  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 r%|A$=[Q  
     7E\g &R.  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 4gb'7'  
    优化函数依据迭代次数进行显示： cJ2PI  
    5B?i(2&#  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 `BjR.xMv  
     +?Ez} BP  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 toIYE*ocv=  
     r**f,PDZ  
    参数构成： :3O5ET'1  
     <h@]Ri  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； vY_eDJ~'  
      
    xNIGO/uI~  
    局部参数优化： [,b)YjO~Xd  
    I0_Ecp  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 VE$t%QT  
    Kp&3=e;vn{  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； l `R KqT+  
    $w/E9EJ)3A  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 #ouE r-=  
    wDKELQ(y H  
    kC`Rd:5  
    \c% g M1  
    参数定义： (A4&k{C_  
    ZLrHZhP-+  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 `*k@4.J{  
    SY T$3|a  
    缝宽10—190nm权重1e20 !^?qU;|  
    V{ |[oIp  
    优化函数定义： " #v%36U  
    l'uOORI  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 3AeH7g4<  
    J^:n* C  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 9.s,:?5e  
    (NaK3_  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 E}YI WTX  
    Ao"C<.gUYP  
    cz(G]{N  
    选择下山简法进行局部优化。 6 64q~_@B1  
    12OlrU  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 V|: qow:F  
    ]0-<>  
       YlKFw|=  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 D/:3R ZF  
    x<F$aXOS  
    优化过的参数为： H,K`6HH  
    u"Y]P*[k  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% " " %#cDR  
    "dtlME{Bx  
    结论： CXAVGO'xw  
    ArXl=s';s4  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 O{ q&]~,  
    -_>.f(1  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 vD26;S.y[a  
    T 6HU*(  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 B9#;-QO  
    d.r Y-k  
    q qvF-mDN  
    QQ：2987619807     S>t>6&A  
     
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