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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 uOxHa>h  
     V5|ANt  
    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。 H'+7z-% G  
     #;!&8iH  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Fsx?(?tCMo  
     2[E wN!IZ  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 )P$(]{  
    ,Q`qnn&  
    相关案例：100.01,101.01 Bq0 \T 0,  
     R>Ra~ b  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 g(7 -3q8eq  
     "Fz.# U  
    建模任务： GK?ual1  
     4s\spvJ  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 h}bfZL  
     Bqx5N"  
    ]rcF/uQJ<n  
    优化目标： jDzQw>T X  
    rIb+c=|F  
    —TE模偏振光的透过率最大化 8hRcB[F~S  
     O5\r%&$xd  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Iv`IJQH>  
     w~'xZ?  
    优化函数： `:/'")+@v  
     4aayMS !#  
    —最小化TE的透过率 _03?XUKV  
     d@%"B($nR  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） HL)!p8UHJ  
    8^mE<  
     &H(yLd[  
       ]`^! ]Ql  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 :qYp%Ub  
    OLw]BJXYaE  
     LZ*8YNp1'  
    7]{g^g.9-  
    优化的自由变量为： 9hp&HL)BOa  
    OATdmHW  
    —缝宽：10—190mm Vns3859$8  
     RNIXQns-=S  
    —光栅深度：20—200nm N(/)e  
     De$AJl  
    优化算法： ju~$FNt8R  
     MDMd$] CW  
    —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。 '3.\+^3  
    —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。 X -pbSq~5  
     `y8pwWo-o  
    光路流程图和偏振分析器： j50vPV8m  
     i,Ct AbMx  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。  tm1 =  
     +ikSa8)*i  
    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。 ?HEqv$n  
    h$S#fY8   
    Parameter Run 的全局搜索： w$2q00R>  
     ^BsT>VSH6  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 f@*69a8  
     vEv kC  
    Parameter Run 设置 \i.]-k  
      Spm 0`  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； /\J0)V  
     3o.x<G(  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ;Iu _*U9)  
     0b&# w  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 xJq|,":gj  
     l1KMEGmG  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Xfiwblg  
     l{By]S  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ]uXJjS f  
    优化函数依据迭代次数进行显示： a`O'ZY  
    <o EAy  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 LF|0lAr  
     zAgX{$/Fg  
    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。 `[ZswLE  
     \aSP7DzqQ  
    参数构成： I{Du/"r#  
     U-|]A\`)I  
    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%； ~Xi@#s~  
      
    D(b01EQ;d  
    局部参数优化： h5?^MRZS  
    a~}q]o?j  
    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。 l4C{LZ  
    InPE_  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； h nydH-;cz  
    HoI6(t  
    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。 :!gNOR6Lh  
    (s8b?Ol/  
    T(|'.&a  
    \J LGw1F  
    参数定义： *-VRkS-G  
    q4ROuE|d  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 F5)`FM^R  
    g`fG84  
    缝宽10—190nm权重1e20 )&6gju7(  
    dx%z9[8~{.  
    优化函数定义： /wD f,Hduz  
    EQ%ooAb8  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ;i@S}LwL  
    Z\ hcK:  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 3Z*r#d$nh:  
    JCWTB`EB>  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 I0XJ& P%  
    ,dC.|P' `  
    s-p)^B  
    选择下山简法进行局部优化。 4v[y^P  
    H'A N osv  
    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。 0X)vr~`  
    y3~=8!Tj?Q  
       \`Hp/D1  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 c 4z&HQd  
    Ejug2q  
    优化过的参数为： %QP[/5vQ  
    "vGh/sXW  
    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% Q2 q~m8(  
    la[ pA  
    结论： U[C>Aoze  
    20Zxv!  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 /HIyQW\Ki-  
    MQ,K%_m8  
    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。 SxF'2ii  
    *p/,Z2f  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 gP_N|LuF"  
    \'|n.1Fr  
    Q68~D.V%r  
    QQ：2987619807     M9)4ihK  
     
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