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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 H]a@"gO  
     =e!o  
    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。 ecqL;_{o  
     WVkJ=r0Ny  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 V.H<KyaJ  
     8^U+P%  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Ip&Q'"HYj  
    jC3)^E@:"  
    相关案例：100.01,101.01 kM o7mkV  
     r_EuLFMA  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 TQiDbgFo  
     |h{#r7H0  
    建模任务： !3J YG  
     TxDzGC  
    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。 zZ})$Ny(  
     ^Ss4<  
    #->#mshd4  
    优化目标： -'F? |  
    E2xcd#ZD  
    —TE模偏振光的透过率最大化 =0gfGwD{  
      `GQ'yv  
    —TM模偏振光的透过率最小化 k2t#O%_f  
     Kulh:d:w  
    优化函数： =j$!N# L  
     DAHQ7#qfQC  
    —最小化TE的透过率 lWe1Q#  
     +~]:oj  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ~V?3A/]  
    <&Q(I+^  
     qTd6UKg  
       0s+pcqOd^  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 qt&zo5  
    9p '#a:  
     ;~ , <8  
    Ad'b{C%  
    优化的自由变量为： n>["h2  
    1-6[KBQ8  
    —缝宽：10—190mm :4'Fq;%C  
     )?qH#>mD6  
    —光栅深度：20—200nm *M^t@hl  
     6~b]RZe7  
    优化算法： ocbNf'W;  
     B6hd*f  
    —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。 wO&2S-;_K  
    —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。 FY(C<fDRo{  
     I'$}n$UvZ  
    光路流程图和偏振分析器： H.R7,'9  
     A;g{H|  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 $,v[<T`  
     YLO/J2['  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 leMcY6  
    QTKN6P  
    Parameter Run 的全局搜索： eo~>|0A*V  
     ;{e=Iz}/  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 |fTWf}Jx  
     #{]Yw}m  
    Parameter Run 设置 YR$ )yl  
     7HkQ|~zGT  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； WI+ 5x  
     #FL\9RXy  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； k=o>DaEh(  
     qV`JZ\n  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 MaX:o GF,  
     sHwn,4|iY  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 {#Vck\&  
     o"5[~$O  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Q[U_ 0O,A9  
    优化函数依据迭代次数进行显示： LtDQgel"  
    Edi`x5"l  
    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。 >*"6zR2 o  
     :>t^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。 *w[\(d'T  
     [Q+qu>&HB7  
    参数构成： "Nx3_mQ  
     QxjX:O  
    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%； ag \d4y6  
      
    3>I   
    局部参数优化： QaMB=wVr  
    v1E=P7}\{s  
    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。 ]|y]?7  
    |y*-)t  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； xQetAYP`  
    p>c`GDU  
    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。 5cza0CriJ  
    aYyUe>  
    ;C+g)BW  
    <\If:  
    参数定义： [3#A)#kWm  
    +[sZE X  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 5r$ X  
    C<?Huw4R0  
    缝宽10—190nm权重1e20 +-B`Fya  
    ERE1XOe=D  
    优化函数定义： j+>#.22+  
    Y^(Sc4 W  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） R1%2]?  
    fzVU9BU  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 5}/TB_W7j  
    ?5oeyBA@  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 h6Vm;{ ~  
    g+-=/Ge  
    v GT#BS%  
    选择下山简法进行局部优化。 dK45&JHoW^  
    D<m+M@u  
    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。 _Wjd`*  
    F9|\(St &  
       0{ O|o_  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 VTQxg5P c  
    _H41qKS{Ul  
    优化过的参数为： nsCat($)  
    tv+H4/  
    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% 4ZZ/R?AiK  
    RQ1`k,R=  
    结论： V|h/a\P  
    ZN:~etd  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 "F*'UfOwrZ  
    Wy'H4Rg8  
    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。 INyakAmJ}-  
    y'9 bs  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Uv-xP(X  
    -cjwa-9 ~  
    #\[((y:q  
    QQ：2987619807     .i7bI2^  
     
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