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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 {&+M.Xn  
     XP)^81i|  
    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。 Hs)Cf)8u  
     Nvd(?+c  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 X,G<D}  
     4x6n,:;  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 y'm!h?8  
    ,ayEZ#4.m  
    相关案例：100.01,101.01 6J>AU  
     <|l}@\iRX  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 W yM1s+@  
     z% bH?1^o  
    建模任务： jfG of*  
     qb[hKp5K6  
    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。 =!t;e~^8]  
     ah*{NR)  
    ulxlh8=  
    优化目标： JlYZ\  
    OjhX:{"59  
    —TE模偏振光的透过率最大化  ,]EhDW6  
     yx Om=V  
    —TM模偏振光的透过率最小化 nYSe0w  
     / <)Vd  
    优化函数： m%6VwV7U  
     A'#d:lOA  
    —最小化TE的透过率 "}v.>L<P  
     0Fb ];:a  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） OTF/Pu$  
    2VRGTx  
     !~|-CF0z=  
       w W\[#Ku  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 .=;IdLO,Bf  
    #csP.z3^y  
     O &<p 8  
    8)>x)T  
    优化的自由变量为： nh4G;qdU  
    s)- ;74(  
    —缝宽：10—190mm <7]HM5h  
     I(^0/]'  
    —光栅深度：20—200nm }. &ellNQ  
     l$&~(YE f  
    优化算法： qt}M&=}8Q  
     Wu 0:X*>}p  
    —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。 FGi7KV=N  
    —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。 3q73L<f  
     -Fd&rq:GB(  
    光路流程图和偏振分析器： +4-T_m/W/  
     yn mjIQ  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 mcQL>7ts  
     l(NQk> w  
    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。 AY5iTbL1  
    u79- B-YW^  
    Parameter Run 的全局搜索： e4` L8  
     3`cA!ZVQ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 l^&#9d  
     1<G+KC[F  
    Parameter Run 设置 o{y}c->  
     K ~mUO  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； jae9!W i  
     I Id4w~|  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； -g~+9/;n  
     ^i%S}VK  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 gbuh04#~  
     ULAr!  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 upuN$4m&{  
     JVu j u$k  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 &MSU<S?1  
    优化函数依据迭代次数进行显示： M?lh1Yu"  
    WrGA7&!+  
    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。 `sKyvPtG  
     M,fL(b;2  
    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。 2#7|zhgb  
     a%r!55.   
    参数构成： lfj5?y  
     tkctwjD  
    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%； $/M-@3wro  
      
    V#oz~GMB  
    局部参数优化： g.&B8e  
    Z oXz@/T  
    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。 &DMC\R*j  
    ==[(Mn,%d  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 59oTU  
    s-IE}I?;  
    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。 ~Y/A]N86,  
    OV]xo8a;  
    fi HE`]0  
    ;}+M2Ec51  
    参数定义： tQ9%rb  
    D 5rH6*J  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 bX$z)]KKu  
    #p(c{L!  
    缝宽10—190nm权重1e20 FFqK tj's  
    v8-My1toV  
    优化函数定义： =v<w29P(g  
    ;3/}"yG<p  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） hq7f"`  
    {}$rN@OM$  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 1)= H2n4)  
    "IU}>y>J  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 f![] :L  
    X)!XR/?  
    H7'42J@  
    选择下山简法进行局部优化。 'mZ v5?  
    5}G_2<G  
    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。 Tm`@5  
    ?r !kKMZ  
       o:#jvi84F  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ^(TCUY~f&  
    lW c[Q1  
    优化过的参数为： )(]rUJ~+~A  
    pl>b 6 |  
    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% QKP #wR  
    ,?yjsJd.  
    结论： ;((t|  
    ?c?@j}=?yY  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 d`= ~8`  
    us.[wp'Sh  
    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。 p-"C^=l  
    K.yc[z)un  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 W$jRS  
    ]izHn;+  
    D]E=0+  
    QQ：2987619807     DPf].i#  
     
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