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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 5b/ojr7  
     B??J@+Nf  
    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。 `Bn=?9  
     )f dE6  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 :SV>+EDY   
     ouHu8)q'r  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 FecktD=  
    V3mAvmx  
    相关案例：100.01,101.01 C!C|\$)-  
     1 qi@uYDug  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 pb0E@C/R  
     )~jqW=d 2  
    建模任务： vEQ<A<[Z  
     ?GBkqQ  
    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。 E0oU$IB  
     //Ai.Q.J[  
    \C 5%\4  
    优化目标： XR0O;JN  
    KLC{7"6e)  
    —TE模偏振光的透过率最大化 8e0."o.6  
     B}d.#G+_$x  
    —TM模偏振光的透过率最小化 \M]-bw`  
     w{ `|N$  
    优化函数： S=3^Q;V/1  
     ):EBgg4-N  
    —最小化TE的透过率 0|D&"/.R#!  
     OlD`uA  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） YDmWN#  
    0@Kkl$O>mb  
     A"Q@W<.  
       ~:_0CKa!  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Q+i\8RJ  
    HEA eo!  
     l2hG$idC  
    B pLEPuu30  
    优化的自由变量为： kcB+_  
    @tRMe6 4  
    —缝宽：10—190mm d77r9  
     ,)~E>[=+  
    —光栅深度：20—200nm 6aOp[-Le  
     N]5m(@h  
    优化算法： oojiJ~  
     FbACTeB  
    —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。 f+vVR1  
    —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。 dPjhq(8 zU  
     /)uM[ dnai  
    光路流程图和偏振分析器： vuz4qCQ  
     /,|CrNwY*  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 !p 8psi0  
     `"k9wC1  
    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。 \Btk;ivg  
    !PUp>(  
    Parameter Run 的全局搜索： rn.\tDeA  
     |Y_ -  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 e,A)U5X  
     0'$p$K  
    Parameter Run 设置 kpob b  
     :u%$0p>  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； A~lIa$U$b  
     IPA*-I57  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 6xgv:,  
     EEf ]u7  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 + C7T]&5s  
     -+U/Lrt>8  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 G5]1s  
     =?0QqCjK)  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 +lO'wa7|3  
    优化函数依据迭代次数进行显示： i~qfGl p6)  
    HW7FP]NH  
    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。 h5@j`{  
     ACBQ3   
    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`:KR6o7  
     #A <1aQ  
    参数构成： Jme%  
     a5`eyL[f  
    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%； 4?]oV%aP)  
      
    QV,E #(\5  
    局部参数优化： zJ& b|L  
    ^>r^3C)_-  
    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。 r25Z`X Z  
    fB#XhO  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ,9/5T:2  
    `"y{;PCt_  
    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。 I 8Y*@$h  
    @Y' I,e  
    fCEz-TMW  
    9d[qh kPu)  
    参数定义： ~mILA->F  
    L]zNf71RD  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 oK-!(1A-  
    8l xY]UT  
    缝宽10—190nm权重1e20 s j9D  
    cNP/<8dq  
    优化函数定义： s'2Rs^,hN  
    UxPGv;F  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） DNth4z  
    By)3*<5a_  
    ——偏振对比度大于50（全波段） !7` [i  
    I($,9|9F  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 $N.`)S<  
     ?f2G?Y  
    { R*Y=Ie  
    选择下山简法进行局部优化。 3&J&^O  
    R# 6H'TVE  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 _.f@Y`4d  
    Q#rt<S1zW  
       Hhf72IX  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 wA0eG@xi)  
    OJ[rj`wrW^  
    优化过的参数为： ( Yi=v'd  
    k&DGJ5m$.  
    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% }GRMZh_8  
    utd:&q|}  
    结论： L[]^{ O   
    $HRed|*.C  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 |9]PtgQv7  
    MuSaK %  
    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。 <P pYl  
    i/: 5jI|  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 /oDpgOn  
    g5TkD~w"  
    }vsO^4Sjc  
    QQ：2987619807     6e:P.HqjA  
     
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