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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 Ka|WT|1  
     p,hDZea  
    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。 bn b:4?d]  
     y6 bl&_  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 +} al_.  
     U8+5{,$\.  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 =BN_Kvza^6  
    bT^6AtsJ  
    相关案例：100.01,101.01 SLyeonM-C  
     0=3Av8  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 umt*;U=  
     8.S&J6  
    建模任务： =i_ s#v[Y  
     r~&[Gaw  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 8CR b6  
     TC7Rw}jF  
    -RisZ-n*  
    优化目标： HzcI2 P`|  
    Ifgh yh<d  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ~(( '1+  
     jA&ZO>4  
    —TM模偏振光的透过率最小化 q97Z .o  
     n-/ {H4\  
    优化函数： +K6j p  
     vkFq/+'U  
    —最小化TE的透过率 k E^%w?C  
     D"x;/I  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） bqmb|mD  
    o5NV4=  
     Y8 c#"vm(  
       rHzwSR@}1  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 f,Z* o  
    i%M6$or  
     {h< V^r  
    l :e&w(1H  
    优化的自由变量为： ID/=YG@  
    0X.(BRI~6p  
    —缝宽：10—190mm O;bnyB$  
     E}7@?o7u}  
    —光栅深度：20—200nm |@6t"P]@  
     cPFs K*w  
    优化算法： }XJA#@  
     3}: (.K  
    —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。 (n4\$LdP-  
    —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。 ] LcCom:]  
     b0QC91   
    光路流程图和偏振分析器： %\i OX|F_  
     Q L0  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 {5%u G2g  
     FTVV+9.l:  
    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。 s7"NK"  
    Pv- i.  
    Parameter Run 的全局搜索： /2%646  
     w"A.*8Iu  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ~AqFLv/%  
     AQx:}PO  
    Parameter Run 设置 oGtz*AP%  
     e}xx4mYo  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； J@ CKgE  
     RgB5'$x}  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ]0Y5 Z)3:z  
     GkOZ =ej  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ]~YY#I":  
     l2Gtw*i_I  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 yYdow.b!  
     e7n[NVrX  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 t<F*ODn  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Vx gP^*  
    DlMT<ld  
    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。 |\# ~  
     kYW>o}J|  
    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。 >}"9heF  
     W(gOid KKz  
    参数构成： yi29+T7j4S  
     {*BZ;Xh\8  
    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%； 8M<\?JD~_f  
      
    |~+i=y  
    局部参数优化： R [qfG! "  
    8zI*<RX.Q  
    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。 51sn+h<w  
    l;~b:[r  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； S6<z2-y  
    m@,u&9K  
    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。 ~W>3EJghR,  
    v,[E*qMN  
    |E}-j;(  
    ++gWyzD  
    参数定义： Rj'Tu0l  
    :{g;J  
    规划深度为20-200nm，权重1e20  l_2B  
    #CV;Np  
    缝宽10—190nm权重1e20 ?LwBF;Y  
    Sc.@u3  
    优化函数定义： z]49dCN  
    k#oe:u`<  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ;%ng])w=;  
    B - 1Kfc  
    ——偏振对比度大于50（全波段） _{ Np _ (g  
    2]UwIxzR  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 _k|k$qxE  
    t+l{D#?a  
    u6t%*''  
    选择下山简法进行局部优化。 znkc@8_4  
    RSTA!?K/.  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 {0o ,2]o!:  
    fi tsu"G  
        d5YL=o  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 9<|nJt  
    -T8'|"g  
    优化过的参数为： nK8IW3fX9)  
    1C5~GI`  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% riu_^!"Z_  
     r .`&z  
    结论： >4^,[IO/  
    i"h~QEE  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 0 3?7kAI  
    W}iDT?Qi  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 7%sx["%@  
    o]<@E uG  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 j9r%OZw{  
    c$n`=NI  
    }v`Z. ?|Z  
    QQ：2987619807     H?4t\pSS  
     
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