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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 WV|9d}5  
     [A!=Hv_$  
    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。 '@hnqcqXq  
     y fS  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 aeLIs SEx  
     R*dXbI&,e  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 :^QV,d<C  
    tUfze9m  
    相关案例：100.01,101.01 uWXxK"J.  
     ]%Whtj.,x7  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 'i/"D8  
     aC'#H8e|j  
    建模任务： ,tBc%&.f  
     z"sv,W  
    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。 M@.?l=1X  
     gd31ds!G  
    -Xgup,}?  
    优化目标： kP~ ;dJD  
    # zd}xla0]  
    —TE模偏振光的透过率最大化 E&W4`{6K4  
     %%O_:@9x,  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Mr K?,7*Xi  
     Me,AE^pgL'  
    优化函数： #0qMYe>Y  
     oB}rd9  
    —最小化TE的透过率 !.{{QwZ  
     fV/  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） s.}:!fBk  
    ? v@q&  
     *UG=dl#F#  
       E[_-s  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 MES|iB  
    w\.z-6G  
     @2$iFZq~  
    j7&0ckN&G  
    优化的自由变量为： KI<Vvc m  
    2ld0w=?+eu  
    —缝宽：10—190mm 5HbPS%^.  
     oakm{I|k}  
    —光栅深度：20—200nm 1Yv#4t  
     pK2n'4 C  
    优化算法： obIYC  
     }"chm=b  
    —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。 w~9=6|_  
    —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。 &4l >_  
     ? #;zB  
    光路流程图和偏振分析器： |a Ht6F  
     !g-19at  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 {~d8_%:b  
     R_DZJV O  
    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。 B,dKpz;kFg  
    O/Wc@Ln  
    Parameter Run 的全局搜索： ut^^,w{o>  
      TBqJ.a  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 cvf#^Cu   
     Bx&wS|-)D  
    Parameter Run 设置 4mzWNr>fb  
     9Lxj ]W2^  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； x-{awP  
     >;@hA*<  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； (PCv4:`g  
     w,FOq?j^k  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 @oL<Ioh  
     X[c8P7  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 bMw)> 4  
     PUViTb  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ` 5Qo*qx  
    优化函数依据迭代次数进行显示： (yel  
    O8:,XTAN  
    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。 ]jS+ItL@  
     3l@={Ts  
    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。 9WuKW***  
     "i1~YE  
    参数构成： IZ6[|Ach6  
     =2eG j'}  
    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%； B/CP/Pfb  
      
    ^dR5fAS  
    局部参数优化： o5FBqt  
    WV"{oED  
    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。 LJMw-#61sj  
    xe6 2gaT  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； @GG Pw9a  
    Q pY:L  
    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。 >p 7e6%  
    Ot]PH[+  
    g.N~81A  
    3RP}lb  
    参数定义： n'JwT! A  
    q<b;xx  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 pFg9-xd%  
    XoaBX2  
    缝宽10—190nm权重1e20 H{P"$zj`l  
    s3G3_&  
    优化函数定义： 0Kjm:x9T  
    jn#  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） *r+i=i8{  
    |:tFQ.Z'2  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Au,}5=+`P  
    kN>AY'1  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 94F9f^ L  
    jv]:`$}G\  
    dHnId2@#  
    选择下山简法进行局部优化。 #{l+I( M  
    G~e`O,+  
    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。 Ng,#d`Br  
    mIZ#uW  
       @qH<4`y.^  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 -C5Qh&~W  
    ?/~7\ '|Z  
    优化过的参数为： GjA;o3(  
    y?M99Vo4?  
    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% r 8,6qP[  
    Au" [2cG  
    结论： !\8j[QS!  
    quU%9m \S`  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Ajhrsa\~a  
    Db= iJ68  
    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。 5_nkN`x  
    kO\(6f2|x  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 . c+RFX@0  
    Bj J$I^  
    oG5JJpLT  
    QQ：2987619807     ab' f:  
     
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