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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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    光券
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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 Bdm05}c@u  
     _ ($U\FW  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 -nqq;|%  
     L[tq@[(IJ  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Bhk@0\a  
     t'[`"pp=  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 g\pLQH  
    gwDVWhq  
    相关案例：100.01,101.01 Q2"K!u]  
     ]v#T9QQN  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 k,61Va  
      ?%*p!m  
    建模任务： X'p%K/-m  
     lJt?0;gn  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 !d&SVS^mo  
     * BKIA  
    (Q"~bP{F  
    优化目标： O@a7MzJ  
    f1|&umJ$  
    —TE模偏振光的透过率最大化 {J-Ojw|Y b  
     i93^E~q]  
    —TM模偏振光的透过率最小化 iN1_ T  
     vG~JK[  
    优化函数： @b{$s  
     o @nsv&i  
    —最小化TE的透过率 d 9]zB-A  
     >aT~ G!y  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） *d:$vaL  
    HqXS-TG  
     t@jke  
       5ljEh -  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 T!-ly7-`  
    bycnh  
     c]NZG n*  
    JG@Zb}b  
    优化的自由变量为： D&1(qi=x&  
    ;&XC*R+  
    —缝宽：10—190mm w,LB  
     n$<n Yr`X  
    —光栅深度：20—200nm k0,]2R  
     ZUS06# t}  
    优化算法： 04:QEC"9mj  
     8zQN[[#n  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 Li9>RY+3  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 XO}SPf-  
     (?ZS 9&y}  
    光路流程图和偏振分析器： XRi37|p  
     A}i>ys  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 _7 ^:1i~:.  
     fDAT#nlyp  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 lqvP Dz  
    0B"_St}3D  
    Parameter Run 的全局搜索： ,,G'Zur7  
     9>;CvR  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 %$=2tfR  
     ~'N+O K  
    Parameter Run 设置 'q l<R0g  
     W&7(  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Xt!wO W  
     zN/nKj: Q  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； dg&GMo  
     Wz;@Rl|F  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 x[mh^V5ld  
     $Km~x  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 (V0KmNCW`  
     o90[,  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 9&{HD  
    优化函数依据迭代次数进行显示： n>xuef   
    1^2]~R9,9  
    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。 dv?t;D@p!  
     XI"IEwB  
    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。 z pg512\y  
     M,we,!B0  
    参数构成： zb.sh  
     Tn?D~?a*O  
    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%； ld#YXJ;P.k  
      
    2\CZ"a#[  
    局部参数优化： j9.%(*  
    GN+!o($  
    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。 {dlG3P='`f  
    Nzb=h/;  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； \vE-;,  
    oSl}A,aQ(  
    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。 8L[\(~Zf  
    ?O0,)hro  
    VH] <o0  
    (^m~UN2@~m  
    参数定义： NRI[|  
    J)sOne  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 IiV]lxiE]  
    6t gq.XL^n  
    缝宽10—190nm权重1e20 v)nBp\fjxp  
    MR zY<MD  
    优化函数定义： yF-`f _  
    QV -ZP'e^  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） $5@[l5cJU;  
    0 > QqsQ  
    ——偏振对比度大于50（全波段） dJ~Occ1~r  
    D4*_/,}  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 O7p=|F"  
    >AWWwq -  
     {IT xHt  
    选择下山简法进行局部优化。 +9M";'\c  
    :\^jIKvZ  
    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。 1w+)ne_&  
    Ym 2Ac>I4  
       J\Tu=f)  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 w8F`RRHEE  
    z}Vg4\x&  
    优化过的参数为： eTI?Mu>C  
    H-eHX3c7  
    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% 4W=fQx]  
    $p*.[)  
    结论： { &J OO  
    E`|vu*l7  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 }\1IsK~P  
    vZPBjloT!.  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 I(j$^DA.  
    "om[S :ai  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 -4obX  
    w,t !<i  
    bpa'`sf  
    QQ：2987619807     biRkq c;  
     
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