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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 M O/-?@w  
     VU*{E  
    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。 4[&6yHJ^  
     GS3ydN<v  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 %tzz3Y  
     c$'UfW  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 L3~E*\cV  
    #Y*AGxk  
    相关案例：100.01,101.01 K~WwV8c9;  
     QrPWS-3~!  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 } q ? iJ?P  
     9aC>gye!  
    建模任务： #UJ@P Dwil  
     3-8Vw$u  
    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。 BWX&5""  
     4p~:(U[q  
    e"|9%AW@<  
    优化目标： VuZmX1x)N  
    s}9aZ  
    —TE模偏振光的透过率最大化 aTs_5q  
     ]yVB66l  
    —TM模偏振光的透过率最小化  m|"MJP  
     N]yk<55  
    优化函数： *<#&ne 8  
     %r!  
    —最小化TE的透过率 6v1#i  
     5#f&WL*U@  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） \aUbBa%!  
    }u+R,@l/  
     +-~;?wA  
       c/2OR#$t  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 |ns^' q  
    "ej>1{3Y:=  
     ~0 FqY &4  
    $C)@GGY  
    优化的自由变量为： Z gU;=.  
    *} w.xt  
    —缝宽：10—190mm {@ , L  
     iy: ;g  
    —光栅深度：20—200nm #lLL5ji  
     d=4MqX r  
    优化算法： -I8%  
     kb7\qH!n  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 ) L{Tn 8  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 {h%.i Et%  
     zPkg3H  
    光路流程图和偏振分析器： QX]tD4OH  
     6 3u'-Z"4  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 :6M0`V;L  
     "?9fL#8f*!  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 'b^:"\t'Rh  
    1k/l7&n"  
    Parameter Run 的全局搜索： *<A;jP  
     "+ Qh,fTt  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Xs`:XATb/  
     f@/qW!o  
    Parameter Run 设置 bL[PNUG  
     Nm081ic2<  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； "4?hK  
     I] "$h]T  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 1)PR]s:-m@  
     z~Pmh%b  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 B]qh22Yib  
     7kwG_0QO  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 =4%C?(\  
     a "1$z`ln  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 q-3KF  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 4 ?c1c  
    E8dp  
    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。 !KlSw,&=.6  
     =J'?>-B  
    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。 QJE- $ :  
     7lj-Z~1  
    参数构成： GB+d0 S4  
     6b8Klrar!  
    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%； ^+wzm2i  
      
    LK%B6-;~-  
    局部参数优化： {pg@JA  
    [:=[QlvV  
    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。 Kk(ucO  
    GJuD :  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； @ixX?N)V  
    ).boe& .  
    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。 KN`z68c4L  
    <EUSl|6  
    !?>)[@2 k6  
    U`Ag|R  
    参数定义： 9M=K@a  
    m pivg  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Jqj6L993e  
    ykeUS zz2  
    缝宽10—190nm权重1e20 -U $pW(~  
    B<&_lG0sS  
    优化函数定义： 3,5wWT] )  
    .:raeDrd  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） &aQ)x   
    2"'8x?.V  
    ——偏振对比度大于50（全波段） #]N9/Hij#g  
    }\{1`$*~  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 M(E_5@?3  
    b?NeSiswn  
    {4 d$]o0V  
    选择下山简法进行局部优化。 4<K`yU]"  
    I`kp5lGD2  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 4w6K|v<X  
    D5b _m|7%  
       F?ebY k1  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 M\6`2q  
    NGs9Jke2  
    优化过的参数为： ko>_@]Jb  
    7qz-RF#s8  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% P0(~~z&%[  
    xi\RUAW  
    结论： }gi' %e  
    hNo>)$v!s  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 EI.Pk>ZIm  
    ({VBp[Mh  
    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。 z=_{jjs  
    piotd,  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ]e~^YZOs  
    2vN(z %p  
    jFT V\|C  
    QQ：2987619807     O mIBk  
     
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