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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 !BW6l)=L  
     `+Ojh>"*z*  
    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。 ibskce{H  
     ;?0k>  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 E h>qUa  
     ~!a~ -:#  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 seEG~/U<  
    8!{F6DG  
    相关案例：100.01,101.01 x0_$,Tz@  
     pElAY3  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 D^9r#&  
     W-+~r  
    建模任务： 8yV?l7  
     k~ZE4^dM  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 WrNm:N  
     }_L,Xg:I  
    ACcxQK}  
    优化目标： fPW(hb;  
    4r'f/s8"#  
    —TE模偏振光的透过率最大化 `-L{J0xq  
     eE/E#W8  
    —TM模偏振光的透过率最小化 7Z+4F=2ff  
     ?oX.$E?(  
    优化函数： I+]q;dF;  
     ^ LT KX`p  
    —最小化TE的透过率 NiQ_0Y}  
     Una7O]  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） hWujio/h  
    MxO0#  
      0"_FQv  
       xi2!__  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 OZ6g u$ n*  
    6Tn.56X  
     Ht Z3n"2  
    )ieT/0nt  
    优化的自由变量为： gE>_:s   
    7C%z 0/  
    —缝宽：10—190mm A[@xTq s{{  
     CHqRCQR.  
    —光栅深度：20—200nm CG(G){u&  
     L`Lro:E?kL  
    优化算法： ,dM}B-  
     O%.c%)4Xo  
    —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。 ? L A>5  
    —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。 s6|Ev IVM  
     ?,J'3nZ'  
    光路流程图和偏振分析器： INFbj8T  
     spE(s%dgL  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 V]V~q ]  
     i,DnXgmz@  
    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。 cZ{-h  
    CXr]V"X9  
    Parameter Run 的全局搜索： G G]4g)O5  
     GoK[tjb  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 y()7m/  
     <lj;}@qQ<  
    Parameter Run 设置 "[[9i  
     3(De> gs$  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； tw/~z2G  
     9#CE m &c  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； }6;v`1Hr  
     s3sAw~++  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 bcp+7b(IB  
     bF5mCR:  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 df=G}M(  
     x4&<Vr  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 xU4,Rcgo  
    优化函数依据迭代次数进行显示： "w#jC ~J<W  
    =}6yMR!4R<  
    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。 9U[ A   
     /~?'zr  
    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。 OaeGukhX&  
     &R\t<X9 n  
    参数构成： Q:6i 3 Nr/  
     LZirw'  
    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%； %jgB;Y  
      
    BB&7VSgc-  
    局部参数优化： /1F5khN  
    gr?[KD l~  
    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。 9"5J-a'  
    FwB }@)3  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； KiXRBFo  
    \>b :  
    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。 \OV><|Lkh  
    x]~{#pH@<  
    u|v2J/_5Y  
    $IZ02ZM$  
    参数定义： K"%_q$[YQ  
    g%P6f  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 z+RA  
    n-/ {H4\  
    缝宽10—190nm权重1e20 +K6j p  
    5%+M:B  
    优化函数定义： MN wMF  
    ^Jv$Wx  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） )5NfOvmNB  
    s4RqY*VK  
    ——偏振对比度大于50（全波段） IY Ilab\TZ  
    6FYO5=R  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ?<YQ %qaW7  
    `Bw>0%.  
    8zDLX,M-  
    选择下山简法进行局部优化。 ~N<zv( {lG  
    ,4O|{Iu#n  
    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。 _$g2;X >  
    LHQ$0LVt>T  
       f6\`eLGi1  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ! ^~ ^D<  
    U3R;'80 f  
    优化过的参数为： = ;hz,+  
    `x{*P.]N!<  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% k0@b"y*  
    ~F gxhK2+  
    结论： d) i:-#Q  
    #qx$ p  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 zEHX:-f8  
    fD^$ y 8  
    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。 F$tshe(  
    Rm^3K   
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 RM\A$.5  
    UDBMf2F]  
    MBeubS  
    QQ：2987619807     rKhhx   
     
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