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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 1.hyCTnI  
     Z\rwO>3  
    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。 `(;m?<%  
     MjRHA^b  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Yh7t"=o  
     {YC@T(  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 y.k~Y0  
    1I6px$^E\  
    相关案例：100.01,101.01 (WJRi:NP?  
     y^ *~B(T{  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 T>Z<]s  
     ="H%6S4'  
    建模任务： @HCVmg:  
     J;e2&gB  
    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。 n@i HFBb  
     dT8S~-d%  
    ?V=ZIGj  
    优化目标： $%Kf q[Q  
    :Yl-w-oe  
    —TE模偏振光的透过率最大化 3d]S!=4H"  
     `h\j99  
    —TM模偏振光的透过率最小化 t{kG<J/l  
     3$R1ipb  
    优化函数： P@B]  
     p6@)-2^  
    —最小化TE的透过率 m(!FHPvN  
     LRA8p<Rs  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） <'*LRd$1  
    \b x$i*  
     =,8]nwgo  
       4HlQ&2O%#  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 yf+)6D -9n  
    PZ9I`P! C  
     Yq KCeg  
    Q2gq}c~  
    优化的自由变量为： 5j(k:a+!H  
    .q>iXE_c  
    —缝宽：10—190mm :o3N;*o>)0  
     ":ue-=&M  
    —光栅深度：20—200nm 7. oM J  
     y6a3t G  
    优化算法： KWHY4  
     W<g1<z\f  
    —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。 2+XA X:YD  
    —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。 JZ x[W&]zT  
     ~xFkU#  
    光路流程图和偏振分析器： eR>oq,  
     [/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。 W>r+h-kR  
      RRJ%:5&  
    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。 8s@3hXD&  
    p_4<6{KEt  
    Parameter Run 的全局搜索： i%?*@uj  
     @6.vKCSE  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 2 %]X+`+O  
     6u6x  
    Parameter Run 设置 c+ie8Q!  
     i|kRK7[6B  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； * T1_;4i  
     HzJz+ x:  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； (9)Q ' 'S  
     7yQ4*UB  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 j~MI<I+l[  
     zQ PQ  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 xIn:ZKJ'  
     46;uW{EY  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 q^nVN#  
    优化函数依据迭代次数进行显示： b.938#3,  
    ,!9zrYi}  
    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。 |W^IlqTH  
     HaYo!.(Fv  
    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。 : Dp0?&_  
     d;>QhoiL  
    参数构成： Ys7]B9/1O  
     aq-~B~c`g  
    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%； O.M 1@w]  
      
    +C)~bb*  
    局部参数优化： m {}Lm)M  
    S jj6q`  
    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。 1;iUWU1@  
    k3|Z7eW}[  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； p<%d2@lp  
     :11 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。 iow"n$/  
    n+p }\msH  
    s#MPX3itK  
    o;*Q}Gr<M  
    参数定义： dWW.Y*339  
    )B*t :tN  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 y>LBl]  
    3$/IC@+  
    缝宽10—190nm权重1e20 H*6W q  
    u:b=\T L  
    优化函数定义： ABkl%m6xf  
    !~Z"9(v'C  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 0`H# '/  
    13f)&#, F  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 1x^GWtRp  
    tp|d*7^i  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Va8&Z  
    t,' <gI  
    S>{~nOYt-`  
    选择下山简法进行局部优化。 'q.!|G2U  
    nFn5v'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。 _cwpA#x`}  
    8>V5d Ebx'  
       .V*^|UXbHi  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Ss`LLq0LO  
    j.YA 2mr  
    优化过的参数为： |hQ;l|SWg  
    W9)&!&<o  
    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% ~s{$WL&  
    f!"w5qC^  
    结论： '<M{)?  
    Wjc'*QCPl  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ElXFeJ%[G  
    saAF+H/=  
    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。 `x|?&Ytmf9  
    OKV8zO  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 *`U~?q}  
    U6VKMxSJ  
    DrQ`]]jj7  
    QQ：2987619807     F5Va+z,jg  
     
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