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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 J,E&Uz95%  
     PY`V]|J  
    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。 E6n;_{Se/S  
     RI%* 5lM8;  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 *gBaF/C  
     *aTM3k)Zs  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ~r!jVK>^  
    qT}&XK`Q^  
    相关案例：100.01,101.01 8_KXli}7=  
     :CH'Bt4<  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 S:DB%V3  
     dAga(<K  
    建模任务： N["(ZSS   
     =lVfrna  
    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。 m@jOIt!<  
     y*zZ }>  
    @ cv`}k  
    优化目标： q.MM|;_u`  
    !lHsJ)t  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Ef7 Kx49I  
     QO|ODW+D  
    —TM模偏振光的透过率最小化 O" T1=4  
     I</Nmgf  
    优化函数： w$2-t  
     }P^n /  
    —最小化TE的透过率 fV[xv4D.  
     z?V> ST  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） M?]ObIM:5  
     f0:)  
     #Xsby  
       !hJ%{.  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 k 9s3@S  
    K)^.96{/@  
     \QHM7C T  
    6g$+))g  
    优化的自由变量为： Ot v{#bB$  
    =#1/<q)L  
    —缝宽：10—190mm &(wik#S  
     d[ {=/~0  
    —光栅深度：20—200nm 5*ABw6'6  
     |Z!C`G[  
    优化算法： }_u )3X.O  
     8whjPn0  
    —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。 w}7`Vas9  
    —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。 r Cmqq/hZ  
     GT'%HmQI  
    光路流程图和偏振分析器： Kz'W |  
     rJZ-/]Xf!6  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 mA{gj[@:x  
     u*H2kn[DU  
    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。 oq;}q  
    zYH6+!VBH#  
    Parameter Run 的全局搜索： egKYlfe"  
     3):7mE(  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 YMz[je  
     KA.@q AEB  
    Parameter Run 设置 GVFD_;j'  
     =axi0q?}  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； XjL( V1  
     ? BBDk  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； idz6m]{~yT  
     V GM/ed5-  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 5MiWM2"X\  
     -@AGQ+e  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 a'Aru^el  
     yp!Xwq#n  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 "BEU%,w  
    优化函数依据迭代次数进行显示： /&vUi7'  
    'L=g(  
    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。 R-Uj\M>  
     cj5p I?@e)  
    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。 b/WVWDyob/  
     ~d>O.*Q)  
    参数构成： %lEPFp  
     ]}C#"Xt  
    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%； <w08p*?  
      
    'gQm%:qU3r  
    局部参数优化： ,ad~ 6.Z_)  
    ?c(f6p?%  
    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。 sE]eIN  
    -3ha LdRk6  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； b>;5#OQfn  
    awMm&8cIM  
    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。 5wr0+Xo  
    TlAY=JwW  
    -08Ys c  
    7*u0)Hog  
    参数定义： W@/D2K(  
    0p&:9|'z  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 bm(0raugs  
    g'hBs D1'  
    缝宽10—190nm权重1e20 yBq4~b~[  
    0^tF_."Y  
    优化函数定义： 0d.lF:  
    :|P"`j  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） i^="*t\i  
    b- %7@j  
    ——偏振对比度大于50（全波段） k' pu%nWN  
    C+O`3wPZp  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 tz._*n83  
    vy6NH5Q  
    (\#j3Y)r  
    选择下山简法进行局部优化。 (w@|:0t^y[  
    M[HPHNsA&  
    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。 ?=f\oH$  
    F0]= z-  
       cXtL3T+  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 2{#*z%|z  
    Z A7u66  
    优化过的参数为： ,tmo6D62  
    EtN"K-X  
    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% Za4 YD  
    WY0u9M4  
    结论： Sr%~ 5Q[W  
    +=U`  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 "fS9Nx3  
    CM8WI~  
    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。 V|<qO-#.  
    KiH#*u S  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 *slZ17xg  
    vqv(KsD+::  
    P4Wd=Xoz6  
    QQ：2987619807     _/ P"ulNb  
     
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