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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 K1+,y1c  
     BM3)`40[]  
    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。 RyM2CQg[  
     , 1`eH[  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 sY#K=5R  
     ^~Ar  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 `o*eLLk  
    H+: $ 7;  
    相关案例：100.01,101.01 'Uc|[l]  
     z&t6,0q`5  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 d5],O48A  
     {9=U6m^R2  
    建模任务： ev@1+7(  
     2]C0d8=*?  
    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。 0<Pe~i_=  
     O42An$}  
    $YSOkyC?  
    优化目标： K8RloDjk_A  
    {Rz`)qqE  
    —TE模偏振光的透过率最大化 TZ*ib~  
     lq9c2xK  
    —TM模偏振光的透过率最小化 X:!%"K%}  
     gT+/CVj R  
    优化函数： 1R:h$* -z  
     :?^(&3;  
    —最小化TE的透过率 AzQ}}A;TSx  
     M,{F/Yu  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） #".{i+3E  
    +,KuYa{lu  
     4t+88e  
        #?,cYh+  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 UHg^F4>4  
    "?il07+w%  
     9\n}!{@i  
    ilHj%h*z  
    优化的自由变量为： # K-Q/*  
    rms&U)?  
    —缝宽：10—190mm G.N3R  
      m$cM+  
    —光栅深度：20—200nm g 08 `=g  
     C1nQZtF R  
    优化算法： w5|"cD#8A  
     WFdS#XfV  
    —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。 8~I>t9Q+  
    —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。 bEE:6)]G  
     +pV3.VMH0  
    光路流程图和偏振分析器： :L?zk"0C  
     -WYJ1B0v  
    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#Eb %%  
     dEL>Uly  
    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。 J|b1 K]  
     OkQSqL  
    Parameter Run 的全局搜索： f[v??^  
     nOB ]?{X  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 1jF}g`At  
     ywdNwNJ  
    Parameter Run 设置 %NBD^g F  
     D"Xm9 (  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； (=\P|iv  
     w_ Ls.K5"  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 6` s[PKP.  
     ^aC[Z P:  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ;F:(5GBi  
     WGO=@jkf  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 N7;2BUIXJ  
     ewLr+8  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 N;w1f"V}  
    优化函数依据迭代次数进行显示： qzLRA.#f^  
    F0yh7MItV  
    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。 H;CGLis  
     _Nj;Ni2rD  
    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。 +:t1PV;l  
     Fivv#4YO  
    参数构成： v3/cNd3  
     UxW>hbzr&V  
    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%； 9UwDa`^  
      
    qB&*"gf  
    局部参数优化： #"Zr#P{P  
    JrQN-e!  
    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。 IFE C_F>  
    g &za/F  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Oo0$n]*;W  
    IKU -  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 ?e@Ff"Y@e  
    RsY<j& f  
    J3zb_!PPE  
     qV}zV\Nz  
    参数定义： toCN{[  
    !9!N s(vUM  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 YF"D;.  
    }C'z$i( y  
    缝宽10—190nm权重1e20 ,Bta)  
    mrJQB I+  
    优化函数定义： a@7we=!  
    k/LV=e7  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） $nVTN.k  
    Wb|IWn H$  
    ——偏振对比度大于50（全波段） p$ko=fo-*_  
    _zOzHc?Q  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 D( _a Xy  
    )rXP2Z  
    Q`oi=O YB  
    选择下山简法进行局部优化。 /M#A[tZ3  
    2"mO"2d%  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 =tP|sYR]^  
    >GjaA1,  
       9+/<[w7  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 J0>Q+Y  
    S<>e(x3g]  
    优化过的参数为： Sd)D-S  
    c_" .+Fa  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% XJQ[aU"[]N  
    X{ Nif G  
    结论： e8[ *=&  
    h?TE$&CL?  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 u'N'<(\k  
    D8h~?phK  
    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。 bc&:v$EGy  
    S`R ( _eD@  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 bT>^% H3  
    ou(9Qf zN  
    ~U^0z|.  
    QQ：2987619807     "'PDreS  
     
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