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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 W]!{Y'G  
     <MgR x9  
    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。 GY@-}p~it  
     P"dWh;I_  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 \{F{yq(  
     *u$MqN  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 I#0WN  
    hlPZTr=a  
    相关案例：100.01,101.01 ].f28bY  
     ~7$E\w6  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ;[*jLi,uc  
     Oj<.3U[C  
    建模任务： 8}m bfu o1  
     kG:,Ff>  
    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。 @SREyqC4  
     VeixwGZ.  
    a+$WlG/x  
    优化目标： !xs. [&u8  
    HC0q_%j  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ZCJOh8  
     tGGv 2TCEy  
    —TM模偏振光的透过率最小化 aRBTuLa)fo  
     8(R%?> 8  
    优化函数： OR[6pr@  
     5Xn+cw*  
    —最小化TE的透过率 BJI}gm2y  
     +u%^YBr  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） i>!7/o  
    %Z@+K_X9x  
     e0O2 >w  
       1O bxQ_x  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Txkmt$h  
    & 2MI(9v  
     bWzv7#dd=  
    v,Lv4)  
    优化的自由变量为： _3UH"9g{  
    Nx~9Ug  
    —缝宽：10—190mm 6X(Yv2X&4%  
     -%]O-'  
    —光栅深度：20—200nm k=,,s(]tx  
     W=T3sp V  
    优化算法： l6Hu(.Ls;j  
     8$O=HE*  
    —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。 H=E`4E#k  
    —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。 yjZ]_.  
     uU v yZ  
    光路流程图和偏振分析器： BKDs3?&  
     $:M*$r^u  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 -"qw5Y_oF?  
     J+f .r|?  
    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。 y,&UST  
    t3ua5xw  
    Parameter Run 的全局搜索： fj X~"U  
     c|<*w[%C  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 2Y_ `&  
     ugexkdgM  
    Parameter Run 设置 ji(W+tQ2Y'  
     /C(lQs*l  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； D"o}XTH  
     < aeBhg%  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； dkTj KV  
     NNZ%jJy?=,  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 [Nb0&:$ay  
     K8NoY6  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 [(v?Z`cX\  
     ]H8CVue  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 v3|-eWet^  
    优化函数依据迭代次数进行显示： (9:MIP  
    FQ dz":5  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Jlw<% }r  
     Wz)O,X^  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 :.kc1_veYS  
     a1Q|su{H  
    参数构成： m1@ste;$W  
     8 wGq:@# =  
    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%； }gL:"C"~  
      
    ^lVZW8  
    局部参数优化： [.\uHt  
    ySP1,xq  
    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。 aty"6~  
    P7GuFn/p~2  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； _2Sb?]Xn  
    SS?^-BI  
    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。 9(?9yFbj5  
     W7I.S5  
    _@I8B  
    >ZMB}pt`  
    参数定义： +`pS 7d  
    WP)r5;Hv`  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 *Ag</g@ h  
    5WN^8`{'3  
    缝宽10—190nm权重1e20 \l^L?69  
    nn>1OO  
    优化函数定义： ~jdvxoX-  
    _'9("m V  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） i#/,Q1yEn  
    <CrNDY  
    ——偏振对比度大于50（全波段） oej5bAi  
    0zrgK;9  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 '6l4MR$j&m  
    VC%{qal;q  
    @Qw~z0PE<l  
    选择下山简法进行局部优化。 8:9m< ^4S(  
    [JAHPy=+w  
    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。 L ]HtmI  
    ovv<7`  
       l*^J}oY  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 KU,K E tf  
    #CKPNk c  
    优化过的参数为： U5X\RXy~  
    V +#Sb  
    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% r!H'8O!  
    Dqss/vwV  
    结论： 0vN<0  
    7!%/vO0m  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 A-5xgp,  
    x*}41;j}C  
    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。 L%G/%*7;c  
    ,(d\!T/]'  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 rG7E[kii  
    oNW.-gNT  
    Y ,1ZvUOB  
    QQ：2987619807     uw'>tb@  
     
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