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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 :AB$d~${M>  
     F\;G'dm  
    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。 i~6qOlLD-  
     F&lvofy23  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 +Te;LJP  
     tcf>9YsOr  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ] T! >]  
    x, ^j=n  
    相关案例：100.01,101.01 ceR zHq=  
     g k[8'  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 C_= WL(  
     v9OK <  
    建模任务： .qCD(XZ+  
     q~=]_PMP  
    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。 50.cMms  
     .5zqpm  
    E(oI0*S.5  
    优化目标： X)|b_3Z  
    }Z_w8+BZ  
    —TE模偏振光的透过率最大化 F\Gi;6a  
     PSQ5/l?\>  
    —TM模偏振光的透过率最小化 j9YI6X"  
     *s9 +  
    优化函数： >I3#ALF  
     ayJKt03\O\  
    —最小化TE的透过率 $!x8XpR8s  
     L= fz:H  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） : YU_ \EV  
    COa"zg  
     q]Cmaf(  
       V\"x#uB  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 &!#a^d+` 0  
    ,tZWPF-  
     VSCOuNSc  
    ;_GS<[A3  
    优化的自由变量为： nxP>IfSA  
    /,z4tf  
    —缝宽：10—190mm ^E8XPK]-~  
     $4y;F]  
    —光栅深度：20—200nm d([NU;  
     Bg*Oj)NM  
    优化算法： AAE8j.  
     9GuG"^08  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 3PLv;@!#j}  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 i*'6"  
     jX79Nm|  
    光路流程图和偏振分析器： aCe<*;b@  
     e`fN+  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 `Pv[A  
     y1!c:&  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 WUSkN;idVG  
    ~ r6qnC2  
    Parameter Run 的全局搜索： ,mR$Y T8  
     'Jww}^h1  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 QXnL(z  
     V^WR(Q}  
    Parameter Run 设置 B(x i  
     r<38; a  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； xioL6^(Qk,  
     :4PK4D s7  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； j()<.h;'  
     -ckk2D?  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 y,i:BQJ<  
     445}Yw5;9  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 FWv-_  
      &y/  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 4i>sOP3 B  
    优化函数依据迭代次数进行显示： x'OE},>i  
    P)Vm4u 1  
    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。 KPI c?|o/6  
     7RQ.oee  
    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。 > Q+Bw"W<  
     >L F y:a  
    参数构成： Mj2o>N2,  
     h=uwOi6}  
    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%； Ly1V@  
      
    \*Ro a&<!  
    局部参数优化： 2yk32|  
    r]p 0O(  
    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。 8y5iT?.~vy  
    :|3n`,  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； C=& 7V  
    j] \3>.  
    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。 F3$@6J8<[z  
    ]5X=u(}  
    OTs vox|(  
    #%t&f"j2  
    参数定义： dGU io?  
    pJ Iq`)p5  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 7/nnl0u8  
    Gj^JpG  
    缝宽10—190nm权重1e20 J0@<6~V6o  
    D7.|UG?G  
    优化函数定义： 9Ml^\|  
    ^a&-GhX;  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Te=[tx~x  
     B@Acm  
    ——偏振对比度大于50（全波段） X_yAx)Do  
    <WN?  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 gPs%v`y)*D  
    +cS%b}O`$  
    LWQ.!;HYp  
    选择下山简法进行局部优化。 kk_$j_0  
    /,v>w,  
    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。 $I40 hk  
    EHk(\1!V  
       34ij5bko_)  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 gFR9!=,/V%  
    5g9lO]WDI  
    优化过的参数为： >*#clf;@p  
    7?Vo([8  
    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% FV>j !>Y  
    oxkA+}^j8M  
    结论： <i9pJGW  
    XRi/O)98o  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 <xOv0B  
    "RPX_  
    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。 )c vA}U.z  
    >_3+s~  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 $FV!HD  
    >iefEv\  
    .kO!8Q-;%  
    QQ：2987619807     ,})x1y  
     
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