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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 `T$CUlt6  
     1V2"sE  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 wqf^n-Ze  
     e/V8lo  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 -8,lXrH  
     h8tKYm  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 9\W }p\c  
    l+i9)Fc<i  
    相关案例：100.01,101.01 /YH5s=  
     hKYA5]  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 F;_L/8Ov1  
     0=Z_5.T>  
    建模任务： I:%O`F  
     X'h J&-[P  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 2x&mJ}o#k  
     uWKc .  
    4V0j1 k&'  
    优化目标： Z'L}x6  
    fo30f =^Gi  
    —TE模偏振光的透过率最大化 hM @F|t3  
     eZ~ZWb,%  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Z &R{jQ,  
     :svRn9_8H  
    优化函数： geRD2`3;  
     `FL!L59nz  
    —最小化TE的透过率 C~dD'Tq]  
     <kr%ylhIu  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） @.Pe.\Z  
    -hIDL'5u-I  
     SMdQ,n1]  
       7+vyN^XJ"5  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 +TnRuehtk  
    >O:j.(*!  
     qm1;^j&y  
    vg5 ;F[e  
    优化的自由变量为： n/fMq,<8  
    5ZkMd !$y  
    —缝宽：10—190mm `:XrpD  
     Vg)]F+E  
    —光栅深度：20—200nm )q48cQ  
     k )T;WCia  
    优化算法： 0oFRcU  
     \Q+<G-Kb.  
    —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。 D20n'>ddg  
    —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。 s5TPecd  
     KC-q]  
    光路流程图和偏振分析器： 76rNs|z~  
     aa1^cw 5}  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Q!<b"8V]  
     tNI~<#+lg  
    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。 U0/X!@F-  
    v]tbs)x;h  
    Parameter Run 的全局搜索： W:^\Oe5&a  
     BEkxH.   
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 PZQ n]lbak  
     (bk~,n_  
    Parameter Run 设置 #Cda8)jl(  
     nZbfc;da  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 6jiz$x  
     )kSE5|:pi  
    规划深度：20——200nm 步长10nm；  S oY=  
     A7!=`yA$  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 g pN{1  
     `)[bu  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 vt" 7[!O  
     OE(Z)|LF  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 MH+t`/E0]  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ]R8}cbtU  
    IGj%)_W  
    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。 5__8+R  
     u:Q_XXT5  
    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。 =8?gx$r2  
     xe;1D'(   
    参数构成： 'G!w0yF  
     piE9qXn  
    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%； G9.+N~GZ.  
      
    ).0h4oHSj  
    局部参数优化： C%8jWc  
    :_%  
    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。 ]e?cKC\"e  
    lZ5 lmsCU  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； x(nWyVB  
    Ldnw1xy  
    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。 o:<g Jzg  
    oGi;S="I  
    *7'}"@@  
    * _puW x  
    参数定义： `Trpv$   
    HF9d~7R  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 3[: |)i)  
    5+<<:5_6l  
    缝宽10—190nm权重1e20 )E<<  
    8'Eu6H&$G  
    优化函数定义： 0s"g%gq|  
    /`YHPeXu  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ^ 1rw\Zp  
    ?d)I!x,;;  
    ——偏振对比度大于50（全波段） IG?044Y  
    1/>#L6VAZ  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 s7?Q[vN  
    uUXvBA?l  
    )x1LOMe  
    选择下山简法进行局部优化。 _@[M0t}g_  
    u%FG% j?C  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 c!Gnd*!?-  
    +5Yf9  
       2)DrZI  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ">QNiR!  
    Fv \yhR  
    优化过的参数为： xWX1P%`  
    X kZ82w#b  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% =p9d4smbn  
    !BD+H/A.{  
    结论： md_9bq/w  
    @#q>(Ox%  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ]+O];*T  
    }Wf\\  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 0;,4.hsh  
    DN)Ehd.  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ek~bXy{O`  
    q.6$-w  
    @[M5$,"  
    QQ：2987619807     deR2l(0%yr  
     
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