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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 p }Bh  
     `7.$ A U  
    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。 p[;@9!t  
     hZ')<@hNP  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 A+z}z@K  
     ]?NiY:v  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 G-#rWZ&  
    f>m ! }F:  
    相关案例：100.01,101.01 !LsIHDs4  
     c(!pcB8  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 NS "1zR+  
     ,pUB[w\  
    建模任务： 98vn"=3  
     AXv-%k};  
    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。 >D_)z/v?"  
     i8#:y`ai  
    c<{~j~+  
    优化目标： hE'>8{  
    j9BcoEl:;  
    —TE模偏振光的透过率最大化 S7@/d HN  
     mILCC} Kt  
    —TM模偏振光的透过率最小化 O>9-iqP>`d  
     <y#@v  G  
    优化函数： J?1Eh14KZ  
     AdzdYZiM_  
    —最小化TE的透过率 fVi[mH0=+  
     O8-Z >;  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ucJ8l(?Qc  
    Bp4#"y2  
     M[e^Z}w.V  
       W'e{2u  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 hW\'EJ  
    7 4hRG~  
     }^*`&Lh  
    A[^k4 >  
    优化的自由变量为： X<f4X"y  
    : z\||f  
    —缝宽：10—190mm H)Z$j&S{  
     m]}EVa_I`/  
    —光栅深度：20—200nm 7Oi<_b  
     TeyFq0j@'  
    优化算法： >A}ra^gU  
     '"h}l`  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。  Gc;-zq  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 l(}l([rdQ  
     6H0aHCM  
    光路流程图和偏振分析器： -WGlOpg0;  
     GY"c1 KE$  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ^__ P;Gr`  
     Z`n "}{  
    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。 Q v},X~^R  
    !lp7}[k<y  
    Parameter Run 的全局搜索： 9QeBz`lm)  
     TjpAJW@-  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 v7@ *dg  
     B|=S-5pv*  
    Parameter Run 设置 _6L'}X$)N  
     ^Gi WU +`  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； SzG?m]  
     9MbF:  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； CM t$ )  
     8A 'SMJi  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 8SCXA9}  
     ghk"XJ|  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 d~T@fa  
     EWWCh0 {  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 +u lxCm_lV  
    优化函数依据迭代次数进行显示： WWLf'89It  
    GZmfE`  
    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。 gmOP8.g  
     u_*y~1^0  
    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。 WISK-z  
     w!}kcn<  
    参数构成： X& XD2o"rt  
     M1*x47bN  
    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%； X#X/P  
      
    #=Whh 9-d  
    局部参数优化： *#GX~3A  
    ]=Wq&~  
    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。 V! .I>  
    !)`m mr  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； :aD_>,n  
    (T.j3@Ko  
    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。 SN$3cg]z  
    A'*#UYn(  
    6?/f $,v  
    E:P_CDSd]  
    参数定义： FWLLbL5t  
    [9y y<Z5  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ~e5E%bXxC  
    /8/N  
    缝宽10—190nm权重1e20 %)e&"mq!|  
    pQ8f$I#v  
    优化函数定义： }3-`e3  
    t ;y@;?~  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） MQX9BJ%  
    )0=H)k0  
    ——偏振对比度大于50（全波段） <V|\yH9  
    -r[O_[g w  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 R-Y 7I  
    ) LohB,?  
    (Y"./BDY  
    选择下山简法进行局部优化。 d[p?B-7%  
    +t(Gt0+  
    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。 >ffQ264g=i  
    ^+Vf*YY 8  
       iq5-eJmq  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 P+rDln {  
    0aYoc-( A  
    优化过的参数为： )\{]4[9N  
    {=+'3p  
    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% Z{_YH7_  
    \{o<-S;h  
    结论： :]8!G- Z  
    jori,"s  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ra1_XR}  
    161IWos  
    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。 U bh)}G,Mg  
    >{"E~U  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 &p55Cg@e)  
    VrJf g  
    I8\R7s3  
    QQ：2987619807     '.7ER  
     
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