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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 ? suNA  
     */;[ -9  
    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。 XXBN Nr_CK  
     7Ps I'1v  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 y-w=4_W  
     i<@6f'Kir  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 sKVN*8ia  
    q\cH+n)C  
    相关案例：100.01,101.01 $1y8gm  
     9~2}hXm;  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 61L  vT"  
     BU(:6  
    建模任务： $6e&sDJ  
     $hZb<Xz  
    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。 pC2ZN  
     EnnT)qos  
    qpjtF'  
    优化目标： Vf9PHHH|   
    {/#^v?,  
    —TE模偏振光的透过率最大化 VJmX@zX9  
     mrX 2w  
    —TM模偏振光的透过率最小化 %{ WZ  
     M0zJGIT~b  
    优化函数： l?2(c  
     FKRO0%M4}Z  
    —最小化TE的透过率 q1}HsTnBH  
     (ZH5/VKp  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） `@1y|j:m  
    W/q-^Zkt,9  
     o!!";q%DX  
       &.J8O+  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 /I&Hq7SW`  
    VOr*YB&  
     y=7WnQc  
    &~gqEl6RF  
    优化的自由变量为： itClCEOA  
    R1OC7q  
    —缝宽：10—190mm QFt7L  
     K;moV| j  
    —光栅深度：20—200nm VtIPw&KHW  
     *W aL}i(P1  
    优化算法： |`d,r.+P7  
     {uH 4j4)2  
    —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。 /)fx(u#  
    —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。 FYq]-k{\  
     jR-DH]@y  
    光路流程图和偏振分析器： *qdf?' R  
     AE0d0Y~9  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Hbwjs?Vq?]  
     7xz~%xC.  
    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。 x}Qet4vV  
    2ED^uc: 0S  
    Parameter Run 的全局搜索： =5=D)x~  
      o"J>MAD  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Xb +)@Y4h  
     DE"KbA0}  
    Parameter Run 设置 nn>< k"  
     ZfalB  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； E/ %S0  
     $T7hY$2Q l  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ZK,}3b{  
     B198_T!  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 wXw pKm  
     !#cZ!  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 18JhC*in  
     F%QZe*m[  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 SjgF&LD  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 09?n5x!6  
    "j|}-a  
    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。 nsR^TD;  
     @?ntMh6  
    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。 XgY( Vv  
      yH_L<n  
    参数构成： +SCUS]  
     T{=.mW^ x  
    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%； 86d *  
      
    BOqq=WY  
    局部参数优化： aIaydu+\  
    0_JbE  
    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。 V+M2Gf  
    ^aVoH/q*C  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； #6{"c r6l  
    MU5@(s3B?  
    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。 lSP{9L6  
    *0bbSw1kc  
    VuTH"br6  
    T=7V+  
    参数定义： FI@2K M  
    /_~b~3{u  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 :&$4&\_F  
    M (dVY/ i  
    缝宽10—190nm权重1e20 YLk; ^?  
    g;en_~g3j  
    优化函数定义： }%k,PYe/  
    <LM<,  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） -k\7k2  
    ll;#4~iA  
    ——偏振对比度大于50（全波段） @(.?e<  
    &H\$O.?f  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Z5~dU{XsT  
    <x@\3{{U  
    u#=Yv |9  
    选择下山简法进行局部优化。 ~h-G  
    K8*QS_*  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 uF5d ]{Qt  
    2YK4 SL  
       M%4o0k]E,s  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 /1++ 8=  
    tF)K$!GR[  
    优化过的参数为： bTC2Ya  
    K/oPfD]  
    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% R7T"fN  
    %_+9y??  
    结论： #V-qS/ q"  
    IDBhhv3ak  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 k1 >%wR  
    | (P%<  
    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。 ZTd_EY0q  
    C|"T!1MlY4  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 `g% ]z@'+?  
    H^"BK-`hs  
    h./cs'&  
    QQ：2987619807     GSV,  
     
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