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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
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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 :S7[<SwL  
     ]2ycJ >w  
    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。 ipt]qJFd  
     l Ft&cy2  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 + Okw+v  
     TDWD8??e  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 g[~J107%A  
    - DYH>!  
    相关案例：100.01,101.01 @xso{$z?j  
     tw.z5  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 3H4T*&9;n  
     ,t9CP  
    建模任务： Y?zo")  
     l8_RA  
    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。 _\= /~>Xl  
     II[-6\d!  
    (v:8p!QN  
    优化目标： PI,2b(`h_  
    ~ahu{A4Bw  
    —TE模偏振光的透过率最大化 '"ze Im~  
     N pQOLX/<?  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ] \!,yiVeU  
     w\V<6_[vv.  
    优化函数： 9>vB,8  
     U!RIeC  
    —最小化TE的透过率 (Kg)cc[B`  
     7 n^1H[q  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） oR7f3';?6  
    Ox)_7A  
     3/(eK%d4Xb  
       k)y<iHR_o  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 qLKL*m  
    w vI v+Q9  
     7uF @Xh  
    0m\( @2E  
    优化的自由变量为： / T_v8 {D  
    9#~jlq(  
    —缝宽：10—190mm BGOS(  
     /rK/ l  
    —光栅深度：20—200nm MU:v& sk  
     !|9k&o  
    优化算法： R? N+./{  
     s.KfMJ"u[  
    —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。 hAP2DeT$  
    —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。 1:./f|m  
     |%3>i"Y@AK  
    光路流程图和偏振分析器： l <Z7bo  
     +>c%I&h}`  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 R mo'3  
     d>r]xXB6  
    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。 L}A2$@  
    2Qc_TgWF  
    Parameter Run 的全局搜索： { Q!Xxe>6  
     t+^__~IX  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ) :Px`] 5  
     r/0AM}[!*j  
    Parameter Run 设置 Y;dqrA>@  
     _6YfPk+  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； y`/:E<fVk  
     {W%XS E  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ^?A>)?Sq  
     [ p(0g;bx  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 B2WPbox  
     UF}Ji#fqn  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 =vDDfPR  
     0wF)bQv1  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 XXD4T9Wy  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 77]lp mC  
    0j}@lOt(  
    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。 ^(BE_<~  
     r $YEq5  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 ?f!&M  
     qK%#$JgqA  
    参数构成： (S6>^:;=~  
     5B3sRF}  
    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%； Fa{[kJ8z  
      
    'I>geW?{QK  
    局部参数优化： V,?])=Ax  
    'mF&`BN}b  
    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。 6J cXhlB`  
    q!Z{qt*`um  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Mi}k>5VT  
    f>Tn#OW  
    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。 uNqN &7g  
    7$*x&We  
    4]xD-sc  
    p>+Q6o9O  
    参数定义： Oz "_KMz  
    v9#F\F/  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 !?K#f?x<?  
    tvUCd}  
    缝宽10—190nm权重1e20 0^F!-b^z  
    w(*},  
    优化函数定义： WP^wNi ~>  
    $"6Gv  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） \#C]|\  
    Pv*]AF;9pQ  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ]v+yeGIKS  
    /38XaKc{6  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 UunZ/A$]m  
    Nkn2\ w  
    FyChH7  
    选择下山简法进行局部优化。 FgR9$ is+  
    Pa?C-Xn^  
    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。 FU)=+m  
    aeEio;G1  
       |>wGl  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 @S&QxE^  
    XXXQAY-,C  
    优化过的参数为： U@53VmrOy  
    g]d0B!Ar~  
    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% ,y}~rYsP%  
    ,=: -&~?  
    结论： H6lZ<R{=  
     LYyud  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 vLGnLpt  
    iAt&927  
    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。 CbOCL~ "  
    N).'>  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 oA;ZDO06r  
    l4U  
    E=]|v+#~  
    QQ：2987619807     )`mBvS.}  
     
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