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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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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 ^3:DeZf!u  
    Ft)Z'&L   
    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。 L!]~ J?)  
    0piBK=tE/  
    关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 KZxA\,Y'5  
    * (4TasQu  
    所需工具箱:高级光栅工具箱 k-LT'>CWl  
    KtFxG6a  
    相关案例:100.01,101.01 1xkU;no  
    <.h\%&'U  
    相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 P6E=*^^m(  
    3oCw(Ff  
    建模任务: QF fKEMN  
    M5Twulz/w  
    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。 f @cs<x  
    C;jV{sb9c  
    Q&9%XF uM  
    优化目标: iC{~~W6  
    P"g Y|}|  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ]%y~cq  
    hR$lX8  
    —TM模偏振光的透过率最小化 B !(t<W8cu  
    cc%O35o  
    优化函数 Y)@PGxjz  
    .2b) rKo~  
    —最小化TE的透过率 $pT%7jV}  
    _uO#0 )l  
    —最小化偏振度(要求>50:1) /I' n]  
    m7XJe[O  
    ; -RhI_  
       Z`?<Ada  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 .=>T yq  
    `FImi9%F  
    G=8w9-Ww  
    sX&M+'h  
    优化的自由变量为: )6?.; B  
    m\lSBy6  
    —缝宽:10—190mm RT45@   
    9 @yP;{Q  
    —光栅深度:20—200nm {}3kla{  
    i;0`d0^  
    优化算法: tH:K6^oR  
    8i;N|:WdH  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的,但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 ?;,Al`/^  
    —参数优化使用下山简法(局部优化)和模拟退火法(全局优化)。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 16\U'<  
    L-d8bA  
    光路流程图和偏振分析器: wYf=(w \c  
    J{mP5<8>b  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 DJE/u qE  
    9xg_M=72  
    对于给定的波长范围,偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 lxK_+fj q  
    ,h2q 37  
    Parameter Run 的全局搜索: er5}=cFZ  
    r1FE$R~C=  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ;f-|rC_"  
    %6 <Pt  
    Parameter Run 设置 D^PsV  
    ]tZ5XS  
    缝宽:10—19nm 步长10nm; UBRMV s  
    |4Ix2GD  
    规划深度:20——200nm 步长10nm; Snt=Hil`  
    JMOP/]%D  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 F!>K8q  
    nRQIrUNq  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 w c%  
    T , =ga  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 A!k}  
    优化函数依据迭代次数进行显示: >V(2Ke Y  
    MatC2-aV1  
    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。 Y%:p(f<  
    tL+8nTL  
    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。 cM4?G gn  
    "tIf$z  
    参数构成: 1MJ]Gh]5  
    UKK}$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%; g}^ /8rW  
      
    sW2LNE  
    局部参数优化: na']{a 1K  
    z%/ww7H  
    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。 &`L5UX  
    *gz{:}NX  
    起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; SA>;]6)`(  
    ap%o\&T;  
    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。 )dL?B9d:  
    ,.`^Wx6F  
    3}:pD]`h  
    o m_&|9B)  
    参数定义: w78Ius,  
    paBGJ~{=  
    规划深度为20-200nm,权重1e20 1]>KuXd r  
    Bh' vr3|  
    缝宽10—190nm权重1e20 oh@r0`J]x  
    nnGA_7-t  
    优化函数定义: V2FE|+R%g  
    wCt+{Y3T  
    ——TE效率最小值被最大化(全波段) <uTsX v  
    Mqh~5NM  
    ——偏振对比度大于50(全波段) Ee|+uQ981>  
    $g$`fR)  
    ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 [S4\fy0  
    @$+[IiP  
    (Z"Xp{u  
    选择下山简法进行局部优化。 ESrWRO f9  
    E7eVg*Cvi  
    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。 [d&Faa[`  
    Y!7P>?)`,X  
       (x^|  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 lwg.'<  
    Ro1' L1:  
    优化过的参数为: I(<G;ft<}  
    8&UuwZ6i-  
    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% ,xh9,EpBk  
    Ez$5wY^J  
    结论: nIi_4=Z  
    Fp]8f&l8  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 D1Sl+NOV  
    ^n2w6U0  
    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。 C95,!q  
    3QHZC0AY  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 1 I+5  
    9bNIaC*M  
    ibuI/VDF  
    QQ:2987619807
    OXacI~C  
     
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