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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 cg5{o|x  
     CoN/L`.SN  
    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。 uT t:/gm  
     6G})h!  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 '/*rCB  
     `G5wiyH})  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Y>m=cqR  
    [<I `slK  
    相关案例：100.01,101.01 3tcsj0Rb  
     P T.jR*  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 p%y\`Nlgdx  
     t'/;Z:  
    建模任务： e{+{,g{iu  
     VYQbyD{V w  
    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>-[-z$E3  
     `ha:Gf  
    RL)3k8pk  
    优化目标： ASU\O3%%  
    y$Noo)Z  
    —TE模偏振光的透过率最大化 *w,gi.Y3  
     TmZ[?IL,  
    —TM模偏振光的透过率最小化 1iW9?=a"  
     ?i=!UN  
    优化函数： lH>XIEj  
     oKJ7i,xT  
    —最小化TE的透过率 odn`%ok  
     meD (ja  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） YU,:3{9,  
    fb;"J+  
     'U0I.x(  
       cY]Y8T)  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 /8HO7E+5  
    <5}du9@  
     B\&Ka<r  
    GLF"`M/g  
    优化的自由变量为： `R?W @,@'  
    ghj~r  
    —缝宽：10—190mm j'x{j %U  
     rB?cm]G=  
    —光栅深度：20—200nm K! j*:{  
     K7VG\Ec  
    优化算法： ][1u:V/ U  
     Y@Y(;C"SW  
    —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。 (32nI?)a  
    —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。 ~{Bi{aK2  
     W (=B H  
    光路流程图和偏振分析器： 2:F  
     _If?&KJ r  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 T+D]bfjr&&  
     34:EpZO@  
    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。 DdO '  
    L:Eb(z/D  
    Parameter Run 的全局搜索： y]9U FL"  
     gXJ^o;R>M  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ~]M"  
     ;)a9Y?  
    Parameter Run 设置 @/FX7O{n:  
     @NE#P&f  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； V~Lq, oth  
     b15qy?`y  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； :/qO*&i,N  
     (=/;rJ`q  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 =fo/+m5  
     6Qu*'  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Ti'kn{ Zv  
     Fo~v.+^?  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ^W'[l al.  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ]L^M7SKE6  
    c<e\JJY5?  
    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 k;su,]_  
     }C.{+U  
    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。 o hlVc%a  
     R?s\0  
    参数构成： >t(@?*ZFT  
     #+k[[; 0  
    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%； ![^h<Om  
      
    Q$j48,e  
    局部参数优化： tvRy8u;  
    1bkUT_  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 hh&y2#Io  
    pa-4|)qY  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 1+($"$ZC&B  
    edx'p`%d5  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 [^~9wFNtd  
    y@_?3m7B=  
    <vDm(-i3  
    O%e.u>=4%  
    参数定义： q/79'>`|ai  
    IOl"Xgn5  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 =)8fE*[s   
    D[M?27  
    缝宽10—190nm权重1e20 / u6$M/Cf>  
    J7o?h9  
    优化函数定义： f4}6$>)  
    =U2n"du  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） yTiqG5r  
    )n@3@NV  
    ——偏振对比度大于50（全波段） MGDv4cFE.  
    TVwYFX  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 \-ws[  
    yG$@!*|  
    bz]O(`  
    选择下山简法进行局部优化。 %;$Y|RbmqE  
     _Qc\v0%  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 vI}S6-"<  
    8-YrmP2k  
       v"~I( kf$  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 y:[]+  
    7g+]  
    优化过的参数为： Fg_s'G,`  
    J?fh3RW9  
    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% E,yK` mPp^  
    (OQ @!R&  
    结论： q.{/{9  
    \w[%n0  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 1:UC\WW  
    F:GKnbY  
    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。 F6VIH(  
    f`=T@nA  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 5>Yd\(`K  
    ?<^AXLiKV  
    15DK \_;  
    QQ：2987619807     Cbs4`D,  
     
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