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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 V( SRw  
     sD ,FJ:dy  
    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。 "|W``&pM  
     Q!v]njCIB7  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 N"&qy3F  
     Kzf^ras4u  
    所需工具箱：高级光栅工具箱  _V_GdQ  
    |FxTP&8~  
    相关案例：100.01,101.01 \R (Yf!>  
     V}+Ui]ie|I  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 8$y5) ~Q  
     2&d|L|->  
    建模任务：  H= (Zx  
     =>,X)+O  
    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。 mUjM5ceAXO  
     xr).ZswQ  
    V { yk  
    优化目标： 8/`ij?gn  
    h\PybSW4s  
    —TE模偏振光的透过率最大化 [V_\SQV0  
     /dq(Z"O_  
    —TM模偏振光的透过率最小化 qASV\ <n  
     Q9NKQuSu  
    优化函数： #5}v?  
     fVx_]5jM  
    —最小化TE的透过率 g.d~`R@v  
     TxXX}6  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） )w'GnUqWz  
    h;S?  
      a5@XD_b  
       +W[NgUrGJ  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ]d -U  
    eL{6;.C  
     y?.l9  
    wzz> N@|  
    优化的自由变量为： bbxo!K m"  
    :zLeS-  
    —缝宽：10—190mm !;h`J:dN  
     l"app]uVZ  
    —光栅深度：20—200nm 2<33BBlWA  
     ~#y(]Xec2  
    优化算法： ?)L X4GY  
     $3je+=ER  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 '5 kSr(  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 ?QG?F9?  
     q_[V9  
    光路流程图和偏振分析器： l~c# X3E  
     ZAa:f:[#f  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 DZ5QC aA  
     G*\U'w4w|*  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 fe$OPl~  
    gO,2:,  
    Parameter Run 的全局搜索： 8lfKlXR78  
     8xQjJ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Gn} ^BJN  
     6qH^&O][  
    Parameter Run 设置 odNHyJS0  
     I4\ c+f9  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； X w_6SR9C  
     )h,-zAnZ  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； F  uJ=]T  
     unN=yeut  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 +#MQ8d  
     T }^2IJ]  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 S1G3xY$0  
     6*tbil_G+  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 &L`yX/N2  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ST7Xgma-  
    I^itlQ  
    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。 Sxg&73;ZV  
     %y_AT2A  
    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。 +3%i7  
     $ Ov#^wfA  
    参数构成： ->Bx>Y  
     ruK, Z,3Q  
    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%； VaLl$w  
      
    3P[u>xE  
    局部参数优化： +U= !svE  
    X'XH-E  
    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。 z1`z k0  
    F,>-+~L=  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ]n$&|@  
    #uillSV  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 5_~QS  
    a-Ef$(i_  
    n9N '}z  
    ^#)M,.G^  
    参数定义： Cv;\cI"&  
    @!:_r5R~N  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 nps"nggk  
    BLQD=?Q  
    缝宽10—190nm权重1e20 ;gmfWHB<  
    ;OD+6@Sr  
    优化函数定义： nH -1,#`g  
    j~VHU89  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） *&sXC@^@^  
    Xsit4Ma  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ZFO*D79:K  
    }$T!qMst{  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 z(dX<  
    I!uGI  
    P|{Et=R`1  
    选择下山简法进行局部优化。 b"QeCw#v`>  
    #Y'svn1H  
    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。 .vJ t&@NO  
    s#2<^6  
       kx_PMpc  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 EU@XLm6  
    xPJ kadu  
    优化过的参数为： 8`S6BkfC|  
    V- HO_GDo  
    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% 'YUx&F cM  
    jtF et{  
    结论： $bv l.c  
    y/}ENUGR  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 u{"@ 4  
    #w:6<$  
    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 sx\ZMa  
    #v QyECf  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ?=X_a{}/  
    Vn1hr;i]  
    ^S'tMT_  
    QQ：2987619807     WCPl}7>  
     
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