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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 Xh}G=1}  
     PW\me7iCz  
    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。 Y++n0sK5<  
     8~3I^I_v  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 &a)d,4e<M  
     2a*+mw  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 o>|DT(Ib  
    FsS.9 `B  
    相关案例：100.01,101.01 uZ'(fnZ$  
     &joP-!"  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ?} lqu7S  
     ,.0B0Y-X  
    建模任务： pl/ek0QX  
     U5p3b;  
    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。 @76I8r5l  
     t*`Sme]"B  
    w:x[ kA  
    优化目标： syCT)}T6z  
    WJMmt XO  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ;te( {u+  
     Q:Ma3El\  
    —TM模偏振光的透过率最小化 tlB -s;  
     `26.+>Z7  
    优化函数： i*@ZIw  
     @FF80U4'  
    —最小化TE的透过率 <C451+95  
     8,(--A  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） M{SJ8+G  
    3#y`6e=5  
     &P"13]^@  
       u"m TS&  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 kSEgq<i!  
    ct<XKqbI  
     6C/Pu!Sx?  
     VF g(:  
    优化的自由变量为： 8dC RSU  
    t+\<i8  
    —缝宽：10—190mm ~(B%E'  
     ta^$&$l  
    —光栅深度：20—200nm EAy@kzY?  
     \:+ NVIN  
    优化算法： fIJX5)D  
     M^Tm{`O!  
    —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。 A[F_x*S  
    —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。 WD! " $  
     /U-+ClZi@  
    光路流程图和偏振分析器： gtT&97tT<  
     ^%tn$4@@Z.  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 bZ^'_OOn  
     I:6XM?  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 yPg0 :o-  
    lJ,\^\q  
    Parameter Run 的全局搜索： z, FPhbFn  
     q=-h#IF^  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 :))&"GY  
     a*iKpr-:  
    Parameter Run 设置 A.h0H]*Ma  
     +KWO`WR  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； H!Dj.]T  
     ^bfU>02Q6p  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； IiJ$Ng  
     e/#6qCE  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 %9J:TH9E)  
     ,H8M.hbsQ  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 #_ UP}G$  
     VJl0UM3{J  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 f( 5; Rf(  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 2%J] })  
    Dy 8H(_  
    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。 ?P4y$P  
     .J8 gW  
    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。 2aX$7E?  
     D,|TQ Q  
    参数构成： Q7{{r&|t&  
     C'{B  
    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%； wXZ9@(^  
      
    gm =C0Sp?  
    局部参数优化： yeBfzKI{b  
    O(v>\MV  
    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。 f`_{SU"3  
    O*!f%}  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ^f-)gZ&  
    eVB43]g  
    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。 F!Cn'*  
    T 1_B0H2  
    D:?"Rf{)  
    I+SfZ:q ^  
    参数定义： y?A*$6  
    +$xw0)|  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 qR_Np5nHF  
    >n(dyU@  
    缝宽10—190nm权重1e20 z`I%3U5(  
    <|]i3_Z  
    优化函数定义： XD|Xd|/ {  
    q/Ji}NGm  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） p GF;,h>  
    '.8eLN  
    ——偏振对比度大于50（全波段） zAvI f  
    5w{U/v$Z  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 q?)5yukeF  
    !!8;ZcL}Z  
    p@O,-&/D  
    选择下山简法进行局部优化。 e'c3.sQ|?  
    Aq7`A^1t$  
    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。 mwN "Cu4t  
    =<)/lz] H  
       \2#K {  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 G#@#j]8  
    [eBt Dc*w  
    优化过的参数为： W(?J,8>  
    u,}>I%21  
    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% 2PUB@B' +  
    m=v.<+>  
    结论： Pth4_]US  
    f)gV2f0t  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ,,6lQ]wG  
    < <Y]P+uU  
    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。 1vCp<D9<  
    RBg2iG$ 8|  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ~m0=YAlk?  
    R/Sm  
    |u$*'EsP  
    QQ：2987619807     hkV*UH{  
     
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