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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 ReHd~G9  
     yVmtsQ-}a  
    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。 W[1f]w3  
     m>Z\ rqOK  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Sob $j  
     0bnVIG2q  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 LAK-!!0X  
    2h|(8f:y  
    相关案例：100.01,101.01 Dvq*XI5  
     ERX|cc  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 vs'L1$L'c  
     i)ES;b4  
    建模任务： :C|>y4U&(s  
     #T$'.M  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 )bIK0h  
     7&RJDa:a7T  
    9(N)MT5F  
    优化目标： XTi0,e]5{u  
    Ch \ed|u  
    —TE模偏振光的透过率最大化  [A%e6  
     hD6ur=G8u  
    —TM模偏振光的透过率最小化 z!1/_]WJ,  
     SqA+u/"j2  
    优化函数： `!Ge"JB6   
     [! dnm1   
    —最小化TE的透过率 R.2KYhp ,  
      +,F= -  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） \MFWK#W  
    0oi5]f6g?8  
     LO$#DHPt  
       f_5R!;  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 N?mY|x\}wK  
    'Qs 3  
     D $CY:@  
    .2{C29g  
    优化的自由变量为： Y9H *S*n  
    GdfK xSO  
    —缝宽：10—190mm `~aLSpB65  
     {HRxyAI!  
    —光栅深度：20—200nm G5QgnxwP2  
     C_^R_  
    优化算法： ".Deu|>  
     eFXi )tl  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 |H+k?C-w  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 4G;`KqR@  
     qq9tBCk  
    光路流程图和偏振分析器： qLW-3W;WUH  
     y/sWy1P7  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 9J;H.:WH  
     fssL'DD  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 [vjkU7;7A  
    Kt* za  
    Parameter Run 的全局搜索： 4Utx 9^  
     7dg 5HH  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ^%*{:0'  
     0.Ol@fO  
    Parameter Run 设置 *(SBl}f4l  
     .IAHy)li"  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ://|f  
     VzYP:QRz  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； | C2.Zay  
     \$HB~u%dr  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 yA>p[F  
     1'U%7#;E  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 8JFkeU%yO  
     Q-dHR i  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 %"KWjwp  
    优化函数依据迭代次数进行显示： (zLIv9$  
    Mn\ B\  
    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。 @ H`QLm  
     dBq,O%$oq  
    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。 W lLZtgq  
     Zn 5m.=z  
    参数构成： W4rw;(\  
     x#gmliF  
    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%； &qI5*aQ8T  
      
    T#^6u)  
    局部参数优化： -JO46 #m  
    xo_k"'f+  
    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。 fm:{&(  
    ?o DfI  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； z?_}+  
    w>q_8V_K  
    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。 4!s k3Cw{  
    Sl<-)a:  
    eWk2YP!  
    vls> 6h  
    参数定义： oD}FJvV  
    dSOn\+  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 'nDT.i  
    5sCk y)N  
    缝宽10—190nm权重1e20 <@j  
    4aGpKvW  
    优化函数定义： Y(yJ|y&  
    __n"DLW  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 2?nyPqT3AM  
    BH*]OXW\  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 3@ukkO)   
    ,v5>sL  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 l3|>*szX  
    +~k,4  
    ^A<.s_  
    选择下山简法进行局部优化。 <:7e4#  
    \*"0wR;[K  
    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。 9/KQAc*  
    cWy0N  
       4wD^?S!p  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 %t|2GIu  
    XBt0Ez  
    优化过的参数为： h?tV>x/Fu  
    0H]9$D  
    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% 00wH#_fm  
    E :g ArQ  
    结论： (qONeLf%  
    n?fC_dy  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 .7Bav5 ;  
    Sh6 NgO  
    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。 ][qA@3^Tw  
    ] r+I D  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 EMH}VigR  
    { 3P!b|V>  
    *<5lx[:4/x  
    QQ：2987619807     d }CMX$1  
     
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