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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 |h%0)_  
     3( o~|%  
    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。 )=Ens=>Z  
     7Rl/F1G o}  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 rL23^}+^`  
     [+(fN  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 X(qs]:  
    !vGJ 7  
    相关案例：100.01,101.01 B"3uuk8  
     [n2)6B\/  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ^2-+MWW.  
     byN4?3 F  
    建模任务： >7(7  
     <Url&Z  
    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。 >goG\y  
     aFd87'^  
    dz,4);Mg  
    优化目标： 5-.{RU=  
    Mp_SL^g|  
    —TE模偏振光的透过率最大化 / 0y5/  
     "VI2--%v3  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ?, oE_H  
     <qjolMO`  
    优化函数： o)sX?IiC  
     VdE$ig@  
    —最小化TE的透过率 <hB~|a<#  
     ]>oI3&6s  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） mt]50}eK  
    $&KiN82,  
     PmlQW!gfBi  
       GK[[e~#u  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 F ,h}HlU  
    J  7]LMw7  
     a{+;&j[!  
    r`A|2(h5B  
    优化的自由变量为： Igb%bO_  
    fk'DJf[M  
    —缝宽：10—190mm .Dt.7G  
     (Z#j^}G_l  
    —光栅深度：20—200nm CQI\/oaO  
     TQsTL2a  
    优化算法： 0khAi|PY  
     2O " ~k  
    —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。 8 _|"+Ze  
    —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。 )( W%Hmi  
     'tMS5d)4:  
    光路流程图和偏振分析器： 2,e>gP\]  
     c'uDK>  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 WlRaD%Q  
     NY\-p=3c7=  
    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。 3Nk )  
    wOrpp3I  
    Parameter Run 的全局搜索： x4[ Fn3JL  
     I^!c1S  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 s,]z6L0  
     eGi|S'L'  
    Parameter Run 设置 &D#B"XI  
     g7O , <  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； FcmL 4^s.`  
     uV\~2#o$_  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； >IEc4  
     ?Y'r=Q{w  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Rq,Fp/  
     e\WG-zi/  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 V2BsvR`  
     * vP:+]  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 _v +At;Y  
    优化函数依据迭代次数进行显示： gtJCvVj>g  
    c2Up<#t  
    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。 -< }#ImTN  
     'jjJ[16"d  
    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。 %nT&  
     z:p9&mi  
    参数构成： W24n%Ps  
     4 k y/a1y-  
    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%； ~[`*)(4E  
      
    ErY-`8U"  
    局部参数优化： !?J?R-C  
    %\?Gzc_  
    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。 Vho^a:Z9}W  
    X:d[eAu0  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ^ Mw=!n[  
    Z$2Vd`XP  
    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。 THHA~;00YN  
    HFTDea+#  
    ;ksxz  
    X2to](\% X  
    参数定义： +8|r_z\A5a  
    ^=Egf?|[  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 6I~{~YvB"  
    Y"'k $jS-  
    缝宽10—190nm权重1e20 uW^W/S%'  
    un(fr7NW  
    优化函数定义： jW0aIS2O  
    Ps9YP B-  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） q.69<Rs  
    bZi;jl  
    ——偏振对比度大于50（全波段） C^!ej"  
    5H |<h  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 qwDoYy yu  
    {uji7TB  
    kJ:zMVN  
    选择下山简法进行局部优化。 Q2K)Nl >_  
    Y~uqKb;A  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 jG~UyzWH;  
    s&~.";b  
       BRGTCR  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 >? ({  
    kU$M 8J.  
    优化过的参数为： +)QA!g$  
    |,OTGZgc  
    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% .47tj`L   
    SWM6+i p  
    结论： 8I|2yvhP  
    :z}  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 XqK\'8]\Mw  
    }t9A#GOz  
    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。 fE&wtw{gi  
    6N]V.;0_5  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 >"z&KZKI  
    }^ G&n';J  
    1q(o3%   
    QQ：2987619807     5 ,1q%  
     
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