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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 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 YT\x'`>Q  
     ({ 'I;]AQ  
    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。 1}+lL)-!  
     (|%YyRaX  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 o C0K!{R*  
     Nd!0\ "AE  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 eh_ {-  
    X,VOKj.%  
    相关案例：100.01,101.01 @+II@[ _lT  
      fp!Ba  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 iXt1{VP'K  
     EIZSV>  
    建模任务： =^ur@E  
     USF&;M3  
    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。 Wr+?ul*_  
     VZ"W_U,  
    heQ<%NIA"  
    优化目标： Cv7FVl-I  
    *m2{6N_  
    —TE模偏振光的透过率最大化 =xwA'D9]  
     !ceT>i90h  
    —TM模偏振光的透过率最小化 .)Xyz d  
     lGHU{7j\  
    优化函数： lm'L-ZPN  
     CZ2&9Vb9I  
    —最小化TE的透过率 ap|7./yg  
     v:otR%yt  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ?VC[%sjwn  
    MbY?4i00%h  
      d+FS  
       VQSwRL3B=  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 U~{fbS3,  
    JP$@*F@t  
     76e%&ZG)Q  
    Yphru"\$  
    优化的自由变量为： O'tVZ!C#J  
    ?-"xP'#  
    —缝宽：10—190mm ]ZJu  
     V}?d ,.m`{  
    —光栅深度：20—200nm 02g!mJW>}y  
     #"tHT<8u  
    优化算法： V&7jd7 2{  
     7;cb^fi/  
    —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。 Rw4"co6  
    —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。 }e}J6 [wP  
     W<Ms0  
    光路流程图和偏振分析器： s>}ScJZK  
     +T}:GBwD7  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 @^g/`{j>J  
     qU!*QZ^y&  
    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。 pJM~'tlHV  
    y*ae 5=6(  
    Parameter Run 的全局搜索： \^<eJf D  
     L<HJ!  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 , sEu[m  
     F Qtlo+3  
    Parameter Run 设置 lR5< G  
     4k9O6  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； .+1.??8:+  
     Wj2s+L7,  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； .h)o\6Wq  
     \A gPkW  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 fIOI  
     "#uXpCuw  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。  $$E!u}  
     @ eQIwz  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 KiXXlaOs  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ?yKW^,q+  
    y8T%g(  
    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。 I;dc[m  
     /A3tY"Vn  
    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。 c}9.Or`?  
     OhT?W[4  
    参数构成： ?+Sjt  
     HorFQ?8  
    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%； M7R.? nk  
      
    -h&AO\*^W  
    局部参数优化： DyiyH%SSD  
    c8qsp n  
    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。 (ly4[G1y  
    wfH#E2+pk  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； E0XfM B]+  
    h^E"eC  
    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。 h$`P|#V&  
    }^).Y7{g[  
    )H&rr(  
    &6-udZB-  
    参数定义： <=;#I_E#E  
    1-`Il]@?8  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 FsI51@V72Q  
    Opc, {,z6  
    缝宽10—190nm权重1e20 GAK!qLy9  
    +C4UM9  
    优化函数定义： *c<=IcA  
    ZzZy2.7  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） N?]HWP^pg  
    Y.9s-g  
    ——偏振对比度大于50（全波段） |G^w2"D_Z  
    <Sm@ !yx  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 XcfvmlBoD-  
    hS<lUG!9UJ  
    0Z.bd=H  
    选择下山简法进行局部优化。 {9>LF  
    b^WTX  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 mQ# 0c_  
    y7a84)j3  
       8UY[$lc  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 KxZup\\:v  
    ma__LWKM,  
    优化过的参数为： "Dr8}g:X  
    :Kc9k(3&r  
    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% 9fLxp$`(T  
    (yh zjN~  
    结论： -M{.KqyW  
    F#<$yUf%  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 FVi7gg.?  
    pAZD>15l"  
    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。 gaBVD*>  
    Cp[{| U-?G  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 9c `Vrlu  
    jv<C#0E^  
    ZA1u  
    QQ：2987619807     0m`{m'B4n  
     
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