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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 4T3Z9KD!8  
     ~!ooIwNNz  
    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。 J2}poNmm  
     0{vT`e'  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 7c"Csq/]I  
     \^6[^\@[  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 "BsK' yo.  
    =?$~=1SL+  
    相关案例：100.01,101.01 U 2-{p  
     pO *[~yq5  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 L\UPM+tE  
     ~AjPa}@ f  
    建模任务： umns*U%T;  
     GXxI=,L8F  
    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。 x^@oY5}cr  
     QM8Ic,QFvo  
    6 D Xja_lp  
    优化目标： $B8Vg `+  
    {C&U q#V  
    —TE模偏振光的透过率最大化 lrZ]c:%k  
     XB7*S*"!  
    —TM模偏振光的透过率最小化 hZfj$|<  
     3!8(A/YP;  
    优化函数： ^"O>EY':  
     #f"eZAQ {  
    —最小化TE的透过率 _yg;5#3  
     YzjRD:  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） -+{[.U<1jk  
    T^Ia^B-%}g  
     tTBDb  
       F%<*a,m6g  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 N ;=z o-8  
    rO>'QZ%  
     5IUdA?  
    7SS#V  
    优化的自由变量为： 6YU,> KP  
    nQQHm6N  
    —缝宽：10—190mm +rU{-`dy9'  
     1q(Qr h  
    —光栅深度：20—200nm \}4Y]xjV2  
     @]q^O MLY  
    优化算法： W+ ;=8S  
     ~588M 8~  
    —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。 -XXsob}/8  
    —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。 i=\)[;U  
     C]2-V1,ZX  
    光路流程图和偏振分析器： RAl/p9\A+  
     #WZat ?-N  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 %W9R08`  
     )qb'tZz/g_  
    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。 Ik^^8@z  
    .Pj<Pe  
    Parameter Run 的全局搜索： <[\I`kzq  
     d7](fw@c  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Q k}RcP  
     W]/J]O6  
    Parameter Run 设置 o3`U;@&u  
     r<fcZ)jt|  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ;>mM9^Jaf  
     l#enbQ`-~  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； H2%Qu<Kg2  
     Hghd Ts  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ?'0!>EjY"  
     <4.Exha;=  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 qr4 lr!#t  
     jbipNgxkr  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 nrMW5>&-`  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ;ZUj2WxE  
    s>o#Ob@4'  
    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。 %?+vtX  
      7qy PI  
    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。 tnobqL'  
     =tD*,2]  
    参数构成： }},0#Ap  
     rs?Dn6:;B  
    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%； >\[]z^J  
      
    r|UJJ9i  
    局部参数优化： WGn=3(4  
    E>s+"y  
    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。 U4=l`{5on  
    k5E2{&wZ  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ,i6E L  
    Op-z"inw  
    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。 ^%,{R},s  
    Oe;#q  
    R?iCJ5m  
    ,:PMS8pS  
    参数定义： |:5O|m '  
    TiI/I`A  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 <b H *f w  
    KbLSK  
    缝宽10—190nm权重1e20 ?d3K:|g  
    *@''OyL  
    优化函数定义： ]S4"JcM  
    3[u- LYW  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） sMGo1pG(  
    7 2JwG7qh  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ^}Vc||S  
    +"-l~`+<es  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 r%f Q$q>  
    IOZw[9](+  
    1<'z)r4  
    选择下山简法进行局部优化。 GP c B(  
    _jG|kjFTc  
    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。 x9>$197  
    Oq~{HJ{  
       + )Qu,%2   
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 `.J)Z=o  
    g7]S  
    优化过的参数为： ru 6`Z+p  
    IrL7%?  
    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% +@?Q"B5u}  
    8%CznAO"?W  
    结论： N62;@Z\7  
    e#Ao] gc  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 "}Om0rB}1  
    KsOSPQDGE  
    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。 [T r7SU#x  
    xF!IT"5D  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ?\,;KNQr  
    zK~8@{l}_"  
    :ir#7/  
    QQ：2987619807     `3\U9ZH23  
     
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