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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 eS{ xma  
     68v59)0U  
    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。 gc6T`O-_;  
     ie+746tFW  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ;"@FLq(n  
     )xMP  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 F< #!83*%  
    4{1 .[##]o  
    相关案例：100.01,101.01 x# &ZGFr~  
     al3[Ph5G  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 +^6v%z  
     8(Y=MW;g  
    建模任务： ,B<Tt|'  
     [!v| M  
    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。 G?OwhX  
     `*1059   
    +J~q:b.  
    优化目标： fDa$TbhjI  
    @$(/6]4p  
    —TE模偏振光的透过率最大化 #(`@D7S"  
     Y=6b oT  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ZoiCdXvTN  
     m )2t<  
    优化函数： 2 #+g4  
     Je6=N3)  
    —最小化TE的透过率 X|WAUp?  
     Kb#}f/  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ]v^;]0vcr  
    W,^(FR.  
     ')ErXLP_  
       EPz$`#Sh"  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Czs4jHTa`  
    gr/o!NC  
     k_=~ObA$g  
    @lau?@$ja  
    优化的自由变量为： ve #cz2Z  
    w:z@!<  
    —缝宽：10—190mm !S/hH%C  
     =9 TAs? =  
    —光栅深度：20—200nm U/B1/96lJ  
     S"iQQV{)Z  
    优化算法： z:aT5D  
     X^#.4:>.  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 )y7SkH|  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 'U)|m  
     {V!Jj6n  
    光路流程图和偏振分析器： u_o>v{&i  
     / 4K*iq  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 W"rX$D [Le  
     A}#@(ma7  
    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。 <[^nD>t_  
    F6T@YSP  
    Parameter Run 的全局搜索： gz[Ng> D+  
     |n;gGR\  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 '"5" $)7  
     \<VwGbzFi  
    Parameter Run 设置 P'D~Y#^  
     _9Kdcoh  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； q4$R?q:^  
      ]D7z&h  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； i&^?p|eKa  
     R0fZ9_d7}  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 i4.s_@2Y  
     ??rx\*,C</  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 >R?EJ;h  
     x#e(&OjN7  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 0+O)~>v  
    优化函数依据迭代次数进行显示： "w`f>]YLA  
    IPcAE!h6zN  
    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。 BNg\;2r  
     xZS  
    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。 yov:JnWo  
     p]:~z|.Ba  
    参数构成： >ofS'mp  
     ?|+bM`  
    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%； 3Fh<%<=  
      
    {R[lsdH(X  
    局部参数优化： B[-%A!3 F  
    dH!k {3bL  
    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。 r3w.$  
    "8Pxf=   
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； G#Z%jO-XN  
    1z~;c|  
    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。 G`w,$:,  
    2?ZH WS>U  
    Tp<=dH%$%"  
    96vv85g  
    参数定义： t9m: E  
    quf,Z K5  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Y_%\kM?7  
    bqf=;Nvog  
    缝宽10—190nm权重1e20 J mFzSR?}  
    " %|CD"@  
    优化函数定义： +:It1`A~]  
    AUoi$DF(@  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） i(,R$AU  
    U*k$pp6\b~  
    ——偏振对比度大于50（全波段） )TyL3Z\>(  
    g@nk0lQewj  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 NEZF q?  
    \{G6!dV|S  
    GG;M/}E9  
    选择下山简法进行局部优化。 #B'WT{B$/~  
    ` M4; aN  
    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。 X~G"TT$)  
    fXIeCn  
       IQScsqM  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 IwFg1\>  
    0+r/>-3]  
    优化过的参数为： 5yxZ 5Ni!  
    1 EC0wX  
    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% &.7\{q\(  
    $z@e19gT  
    结论： 9z_Gf]J~  
     G!O D7:  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 q97Dn[>3  
    _BtlO(0&  
    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。 F6Q#{Ufq  
    K]kL?-A#'  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 x 6,S#p  
    PU?kQZU~)  
    MQ\:/]a  
    QQ：2987619807     r7ywK9UL  
     
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