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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 6%'{Cq1DE  
     dHu]wog  
    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。 'Oc8[8   
     [L\w] 6  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 O]Hg4">f  
     3LTO+>, |"  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 6JL 7ut  
    i3GvTg-X  
    相关案例：100.01,101.01 td m{ V st  
     \Dc\H )  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ZHBwoC#5}  
     f*I5 m=  
    建模任务： Po_9M4kU  
     e,x@?L*  
    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。 V4"AFArI  
     T-@pTJ !K9  
    5bAXa2Vt  
    优化目标： 226s:\d  
    H z6H,h  
    —TE模偏振光的透过率最大化 jn7} jWA  
     }Q%>Fv  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Cse0!7_T  
     jTqba:q@  
    优化函数： l:ED_env:  
     EW!$D  
    —最小化TE的透过率 Brl6r8LGi  
     ?1{`~)"  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） zPmVECS  
    Zu$f[U)X  
     Dux`BKl  
       ]`NbNr]K  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Q\oUZnD$=  
    _(jE](,  
     aw 7f$Fqk  
    BOWTH{KR<<  
    优化的自由变量为： d;=,/a  
    vBpg6 fX  
    —缝宽：10—190mm ELPJ}moWZ  
     cU>&E* wD  
    —光栅深度：20—200nm 7^; OjO@8  
     K c<z;  
    优化算法： ZChY:I$<  
     `8-aHPF-  
    —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。 5B2,=?+o  
    —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。 W(8g3  
     h <M7[p=  
    光路流程图和偏振分析器： E,|n'  
     EzyIsp> _  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 |x4yPYBL  
     sHuz10  
    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。 o ,!"E^  
    %8tN$8P  
    Parameter Run 的全局搜索： [E^X=+Jnz  
     $O>@(K  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 I Q L~I13  
     ;Y '\:  
    Parameter Run 设置 nsp K.*?  
     :2My|3H\  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； hq*JQb;Y}  
     C{Ug ?hVP  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； B#MW`7c  
     iK]g3ew|  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 6'ZnyWb  
     ;40m goN  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 i6CYD  
     Ib\G{$r  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 -IS9uaT5  
    优化函数依据迭代次数进行显示： wUeOD.;#F  
    9/M!S[N9  
    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。 >>cd3)b  
     \?^wu  
    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。 !S!03|  
     C6M/$_l&a  
    参数构成： b1u'ukDP\  
     D.o|($S0  
    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%； XgKG\C=3  
      
    Y/66`&,{  
    局部参数优化： /vDF<HVzm  
    'lk74qU$  
    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。 +-\9'Q  
    V^z;^mdd  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； D,j5k3< #  
    wKlCx  
    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。 yTt (fn:;  
    h3EDN:FQ  
    --YUiNhh  
    S1`0d9ds#  
    参数定义： Iq]6]  
    ~ p.W*skD  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 "T%'Rp`j|  
    -!>ZATL<B  
    缝宽10—190nm权重1e20 %QgAilj,  
    |a$w;s>\  
    优化函数定义： eKz~viM'  
    SWsv,  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） %`'z^W  
    FqxOHovE  
    ——偏振对比度大于50（全波段） XHM"agrhSQ  
    &[Zap6]  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 zZc@;S#  
    T;r];Y(b*  
    64']F1p0  
    选择下山简法进行局部优化。 p}DF$k%`  
    B;]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。 ;T{/;  
    NND=Z xl  
       ,(27p6!  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 {kl{mJ*  
    j~S!!Z ]  
    优化过的参数为： Sje0:;;|  
    h_chZB'  
    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% (g/X(3  
    pb6^sA%l  
    结论： |id79qY7g  
    AOx3QgC^NO  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 zO5u{  
    fk7Cf"[w  
    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。 LL[#b2CKa  
    Y `7#[g  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Gz|%;  
    /D$+b9FR<  
    sp Q4m  
    QQ：2987619807     #O9*$eMw  
     
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