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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 W@I|Q -  
    71t* %  
    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。 4.5|2 \[  
    ]%u@TK7  
    关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 fNW"+ <W  
    CTZ8Da^  
    所需工具箱:高级光栅工具箱 Jh!I:;/  
    @/ohg0  
    相关案例:100.01,101.01 2|*JSU.I  
    oc>{?.^  
    相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 G\+L~t  
    rr02pM0  
    建模任务: 8p:e##%  
    ) u`[6,d  
    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。 @X;!92i  
    E;R n`oxk  
    N@Uy=?)ZJ  
    优化目标: lSVp%0jR  
    _v> }_S  
    —TE模偏振光的透过率最大化 f@|A[>"V  
    Zm_UR*"  
    —TM模偏振光的透过率最小化 +Z !)^j  
    &keR~~/  
    优化函数 7 *`h/  
    ?WqT[MnK  
    —最小化TE的透过率 naR0@Q"\h  
    4i(JZN?  
    —最小化偏振度(要求>50:1) n|RJ;d30Q  
    =k^Y?.  
    ?FpWvyz|  
       Sp;G'*g  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 r\-uJ~8N  
    n%.7h3  
    9Hb6nm  
    n%o5kVx0  
    优化的自由变量为: 8"8t-E#?  
    #(N+(():  
    —缝宽:10—190mm %,@e^3B  
    PIoLywpRn  
    —光栅深度:20—200nm P"IPcT%Ob%  
    ?kH8Lw~{5W  
    优化算法: 2j}\3Pi  
    3yU.& 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。 1Vrh4g.l  
    —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。 v50bdj9}k  
    W_\5nF  
    光路流程图和偏振分析器: ZQ%'`q\c  
    :*Z4yx  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 {E9+WFz5  
    Ez fN&8E  
    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。 }Mp:JPH&S4  
    ;Q OBBF3HG  
    Parameter Run 的全局搜索: >_-s8t=|  
    l3Q(TH~I  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 qG?Qc (  
    7XTkX"zKj  
    Parameter Run 设置 Eg#K.5hJ  
    D%OQ e#!  
    缝宽:10—19nm 步长10nm; ORHp$Un~)  
    |Mu p8(gCk  
    规划深度:20——200nm 步长10nm; =hC,@R>;  
    wsZF;8ut  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 M/>7pZW  
    s E2D#D  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 @"Fme-~  
    ]6(N@RC  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Zw5Ni Xj  
    优化函数依据迭代次数进行显示: [q) 8N  
    `.~N4+SP  
    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。 &5fJPv &  
    eTI%^d|  
    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。 Lsq A**=  
    ([T>.s  
    参数构成: }Jy8.<Gd^  
    1PVtxL?1P  
    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%; &C, 'x4c"  
      
    :dl]h&C^  
    局部参数优化: }Z@ovsG  
    LtWP0@JA  
    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。 U@_dm/;0&  
    0QXVW}`hz  
    起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; J>wt (] y  
    3G,Oba[$<  
    参数和优化函数被严格定义,以便在TE透过率,偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 `#F{Waww'  
    +Mo9kC  
    591>rh)  
    DBW[{D E  
    参数定义: :mh_G  
    C%$edEi  
    规划深度为20-200nm,权重1e20 A!s`[2 Z  
    q0i(i.h  
    缝宽10—190nm权重1e20 Vwg|K|  
    bhTb[r  
    优化函数定义: R&8Iz yM  
    dt \TQJc~  
    ——TE效率最小值被最大化(全波段) y I HXg#  
    >Wm `v.-  
    ——偏振对比度大于50(全波段) b#uL?f  
    [;4 g  
    ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 .0S~872  
    aktU$Wbwl  
    NPhhD&W_  
    选择下山简法进行局部优化。 rn/ /%  
    hm84Aq= f  
    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。 XX7{-Y y  
    5gH1.7i b  
       #a/5SZP Z\  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 *W4m3Lq  
    aE`c%T):`  
    优化过的参数为: Tzt8h\Q^z  
    `slL %j^"  
    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% `YFtL  
    9Tg IB  
    结论: "9ZID-~]  
    j~2{lCT  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 PlU*X8  
    <{dVKf,e  
    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。 _Zp}?b5Q  
    *rM^;4Zt  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 j@W.&- _  
    bZnuNYty75  
    2KB\1&N  
    QQ:2987619807
    d?s<2RkPT  
     
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