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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 t3aDDu  
     &vS@-K  
    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。 +}!FP3KgT  
     C6}`qD  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 5%XEybc2  
     Cv1CRmqq%  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 KHt#mQy)9  
    T Z@S?r>^  
    相关案例：100.01,101.01 1?ST*b  
     -- |L?-2k,  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 \EeK<)4:  
     %;tBWyq}_  
    建模任务： UL\gcZ Zkl  
     1cPjgBxv#  
    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。 J k FZd  
     ?N!.:~~k  
    si>gYO  
    优化目标： V%!my[b  
    CKRnkTTiV  
    —TE模偏振光的透过率最大化 WzO[-csy  
     -VRKQNT  
    —TM模偏振光的透过率最小化 WEB enGQ  
     "Bbd[ZI8  
    优化函数： Qx}hiv/  
     &+F}$8,  
    —最小化TE的透过率 D,;6$Pvg^  
     ,zH\&D$>u  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 's6hCs&|NV  
    W2j@Q=YDS  
     nL-kBW Ed>  
       :l?/]K  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ;CdxKr- d  
    iQ_^MzA  
     \I`g[nT|  
     k8ej.  
    优化的自由变量为： ( G#W6  
    XYsU)(;j  
    —缝宽：10—190mm %W]" JwRu  
     QDJ:LJz\  
    —光栅深度：20—200nm $79-)4;z4  
     _i+7O^=d6X  
    优化算法： 9Kd:7@U  
     5X"WgR;  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 l>:\% ol  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 14;lB.$p  
     nfzKUJY  
    光路流程图和偏振分析器： 2XGbqZj  
     YO^iEI.  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 23=SXA!  
     %oEvp{I  
    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。 OLM}en_L  
    &26H   
    Parameter Run 的全局搜索： xKC{P{:  
     eMV@er|  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 @&M$oI$4*  
     >n^[-SWJCT  
    Parameter Run 设置 C1KO]e>  
     @s/0 .7  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 4 Gm(P~N  
     1 |zy6  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； -S%)2(f^  
     =)Q0=!%-  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 '=eE6=m^K  
     =3?"s(9  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Um'r6ty  
     @n:.D9  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ;NzS;C'  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Jf=$h20x  
    }8cX0mZ1j  
    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。 PofHe  
     wam- =3W  
    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。 %/x%hs;d  
     Bpw<{U  
    参数构成： "G`8>1tO_  
     !,3U_!  
    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%； !HP/`R  
      
    {<3>^ o|"  
    局部参数优化： v lsS  
    DfQD!}=  
    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。 ]\t+zF>&Y  
    B =`"!?we  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； %d\|a~p:  
    gwepaW  
    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。 d4#Ra%   
    z.7'yJIP#  
    _ooSMp|  
    (\6R"2  
    参数定义： JrdH6Zg  
    ?~5J!|r#  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 g$f ;  
    SLze) ?.  
    缝宽10—190nm权重1e20 Ag!#epi{0  
    8/y~3~A{D  
    优化函数定义： bu2'JIDR  
    E|A,NPf%I  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） _Vq7Gxy$R  
    ohA@Zm8O  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 5E+k}S]M$  
    r2*'5jk_  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 3[jk}2R';p  
    :tA|g  
    O<x53MN^  
    选择下山简法进行局部优化。 *ppb 4R;CW  
    KrFV4J[  
    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。 XTZI !  
    e]+ [lq\p@  
       V!S B9t`E  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Nv iPrp>c  
    Qp?n0WXZ  
    优化过的参数为： 'd"\h#  
    (pjmE7 `"P  
    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% 63$ R')  
    kPVP+}cA  
    结论： cg,_nG]i  
    W&>+~A  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 !!c.cv'  
    "iof -b=ys  
    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。 `f^`i~c\  
    Wb4%=2Qn  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 w^*jhvV%kW  
    vR?L/G^.  
    8<g_JW[%  
    QQ：2987619807     1?(mE7H#  
     
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