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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 9z'(4U  
     '.gLqm}%  
    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。 } q?*13iy(  
     Tebu?bj  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 |s!<vvp]  
     PP{s&(  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 q.:j yj6  
    nvInq2T 1  
    相关案例：100.01,101.01 x'iBEm  
     cgV5{|P  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 U-.A+#<IT9  
     D b&= N  
    建模任务： E0t%]?1  
     `p#u9M>  
    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。 Yc`PK =!l  
     oAt{ #v  
    HO}eu  
    优化目标： O5v~wLx9e  
    ?m bI6fYv  
    —TE模偏振光的透过率最大化 p)c"xaTP#F  
     n2N:rP  
    —TM模偏振光的透过率最小化 'GF<_3I2l  
     ? 4v"y@v  
    优化函数： } $oZZKS  
     1 ~s$<  
    —最小化TE的透过率 u`gY/]y!  
     z{ (c-7*  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） j"Z9}F@  
    L"It0C  
     fq(3uE]nC  
        K)P].htw  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ,|^ lqY  
     q^Ui2  
     NOQSLT=  
    S{S.H?{F  
    优化的自由变量为： k/m-jm_h  
    S]<%^W'  
    —缝宽：10—190mm 1#V&'A  
     |bX{MF  
    —光栅深度：20—200nm ]]6  
     GmdS~Fhp  
    优化算法： w=x [=O  
     D.,~I^W  
    —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。 V\/5H~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。 `{+aJ0<S  
     fctVJ{?  
    光路流程图和偏振分析器： pIgjo>K  
     PS/00F/Ak  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 en8l:INX  
     ]}9D*V  
    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。 pP*`b<|  
    >mp" =Y  
    Parameter Run 的全局搜索： `y*o -St3  
     JU!vVA_  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 mApl}I  
     6B&ERdoX  
    Parameter Run 设置 qVr?st  
     _<7e5VR  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； HyJ&;4rf  
     Y/`*t(/5  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； R zn%!d^$>  
     8+8P{_  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 m:C|R-IL  
     2|}KBny  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 1J[|Ow  
     ct@i]}"`  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 <lf6gb  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 89l{h8R  
    .WpvDDUK3  
    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+s5a;!3/  
     (nt=  
    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。 \"=b8x  
     0RkiD8U5  
    参数构成： V"W)u#4,  
     BLcsIyq  
    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%； t(\P8J  
      
    B$&&'i%  
    局部参数优化： {"@E_{\  
    "Rq)%o$Z  
    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。 _?~)B\@~0  
    O`2hTY\  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Fa9gr/.F,@  
    b(?A^ a  
    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。 Z >F5rkJ  
    {aYCrk1  
    YN($rAkL  
    6^v HFJ$  
    参数定义： \"AzT{l!;  
    cP &XkAQ  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 8~eYN- #W&  
    FX:'38-fk  
    缝宽10—190nm权重1e20 WoX,F1o  
    (g#,AX  
    优化函数定义： P'p5-l UK  
    bT#re  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） X0Z r?$q  
    "M4 gl  
    ——偏振对比度大于50（全波段） _do(   
    Wz-7oP%;I  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 =d`/BDD  
    X7{ h/^  
    q?2kD"%$  
    选择下山简法进行局部优化。 Kk<MS$Ov  
    5Q.z#]L g  
    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。 dT4e[4l  
    _)F0o C {  
       xH/Pw?^  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Hsi<!g.  
    0 |Y'@&  
    优化过的参数为： ;'xd8Jf  
    XbL\l  
    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% k=r)kkO)  
    n> O3p ~  
    结论： (N`x  
    0F|DD8tHR  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 'k9dN \ev  
    *d;D~"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。 l1wYN,rv  
    TWk1`1|  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 L2m~ GnP|?  
    ye-R  
    sCw X|  
    QQ：2987619807     ( R0>0f@  
     
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