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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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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 3P//H8 8LY  
    PwW^y#96  
    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。 g7xbyB o7  
    >`7OcjLg  
    关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 e'1 ^+*bU  
    8jy-z"jc  
    所需工具箱:高级光栅工具箱 -3.UE^W2  
     3L%WVCB  
    相关案例:100.01,101.01 J3;Tm~KJ_  
    g1ZV&X=2  
    相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 cMDRWh  
    ^^G-kg  
    建模任务: i2$*}Cu  
    HEBqv+bG  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅,基底为融石英,产生TE模的起偏。 jg[5UTkcs  
    f.| |PH  
    pC*BA<?Rg  
    优化目标: CI,lkO|C  
    g<fDY6jt  
    —TE模偏振光的透过率最大化 u3]Uxy  
    8rFaW  
    —TM模偏振光的透过率最小化 3->,So0Y  
    B?SNea,I4  
    优化函数 Kb-W tFx  
    'pan9PW  
    —最小化TE的透过率 1g1?zk8zO  
    su&t7rJ  
    —最小化偏振度(要求>50:1) )ZH c$+fU  
    $+Vmwd;  
    uie~'K\y  
       8N% z9b  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 R'zu"I  
    U,PZMz`2j  
    "2a$1Wmj(  
    VCjq3/[_  
    优化的自由变量为: 9#uIC7M  
    Y}ng_c  
    —缝宽:10—190mm q(IZJGb  
     kI%peb?  
    —光栅深度:20—200nm 7Rnm%8?T  
    ^IBGYl5n  
    优化算法: j'+ELKQ  
    ]}kI)34/  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的,但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 Va7c#P?  
    —参数优化使用下山简法(局部优化)和模拟退火法(全局优化)。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 P+h6!=nD7  
    wf?u (3/%  
    光路流程图和偏振分析器: Y]N~vD  
    eJ)1K  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 .`,F  
    GM](=|F  
    对于给定的波长范围,偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 \eQ la8s  
    mzGjRl=O  
    Parameter Run 的全局搜索: ob E:kNE9  
    0#QKVZq2>  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 7{pIPmJ  
    @lS==O-`f  
    Parameter Run 设置 i'HPRY  
    f])M04<  
    缝宽:10—19nm 步长10nm; i^*M^P3m  
    Q"%S~&#'  
    规划深度:20——200nm 步长10nm; jv =EheD  
    y;nvR6)  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 QdDObqVdy  
    o@9+mM"B)  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 03EV%Vc  
    /v|Onq1Y4  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 II;Te7~  
    优化函数依据迭代次数进行显示: aG(hs J)  
    o'Wz*oY))\  
    左图显示了最小化TE透过率,右图显示了最小化偏振对比度。 Stxp3\jEn  
    =q+R   
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 BFWi(58q  
    wiJRCH  
    参数构成: TQf L%JT  
    ^gOww6$<  
    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%; (WRMaI72(  
      
    ZjD)? 4  
    局部参数优化: q$gz_nVq,b  
    mu[Op*)  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 @TzvT3\q  
    :"QfF@Z{  
    起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; lpy:3`ti  
    19Ww3P vQ;  
    参数和优化函数被严格定义,以便在TE透过率,偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 i%;"[M  
    K]/Od  
    +j{Y,t{4  
    E  T:T7  
    参数定义: +-BwQ{92[:  
    R,t$"bOd  
    规划深度为20-200nm,权重1e20 V}" g~=  
    83 I-X95  
    缝宽10—190nm权重1e20 c~imE%  
    /=)L_  
    优化函数定义: + P7o4]:/  
    JoZ(_Jh%m  
    ——TE效率最小值被最大化(全波段) WC*=rWRxF  
    gEwd &J  
    ——偏振对比度大于50(全波段) SV.z>p  
    WOX}Sw"  
    ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 m#e*c [*G  
    `Ye8 Q5v"]  
    :Q_3hK  
    选择下山简法进行局部优化。 y('k`>C  
    6w| J -{2  
    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。 lnh+a7a)  
    c_.-b=zm  
       l_{8+\`!  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 SeEw.;Xw  
    }Fa%%}  
    优化过的参数为: *?t%0){  
    &nj&:?w  
    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% DyO$P#~?  
    CnISe^h  
    结论: i47j lyH  
    SA;#aj}rV  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 z6*<V5<7  
    J2VTo: In  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 n,$z>  
    x Q4%e[/  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 #Sh <Ih  
    YXW%]Uy+  
    fv!?Ga(  
    QQ:2987619807
    o-C#|t3hH  
     
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