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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 Ub-q0[6  
     Sn!5/9Y  
    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。 jQrw^6C  
     sW]fPa(cn,  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 v)J(@>CZ[  
     :J6lJ8w ?  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 zyi;vu  
    !U8n=A#,-  
    相关案例：100.01,101.01 s'JbG&T[J  
     wPrqFpf  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 X{G&r$  
     H$={i$*,Y  
    建模任务： $I }k>F  
     r>ca17  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 r`GA5 }M  
     A$Ok^  
    *'jI>^o  
    优化目标： cHjnuL0fsy  
    G=l-S\0@  
    —TE模偏振光的透过率最大化 pDV8B/{  
     |g,99YIv>  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ].r~?9'/  
     N(=Z4Nk5  
    优化函数： 3/V0w|ZgD  
     s"5wnp6pW  
    —最小化TE的透过率 BU.O[?@64  
     P,@/ap7J  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） yT|44 D2j  
    qs {wrem  
     G@P+M1c  
       w8cbhc  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 _N:GZLG  
    +CN!3(r  
     ~S\8 '  
    lYT_Y.%I  
    优化的自由变量为： zZ94_8b  
    I,W `s  
    —缝宽：10—190mm qSt\ 6~  
     M|fC2[]v B  
    —光栅深度：20—200nm @,m 7%,  
     XhUVDmeUMb  
    优化算法： 9[R+m3V/`  
     :.u2^*<  
    —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。 _+,>NJ  
    —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。 3  $a;  
     |$g} &P8;  
    光路流程图和偏振分析器： XT?wCb41R  
     OXnTD!m>{  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 w=FU:q/  
     KM?w{ ~9  
    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。 T: SqENV  
    $WXO1o(O  
    Parameter Run 的全局搜索： 6)c-s|#  
     Rn)fwGC  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 5Q\ hd*+g  
     "U/yq  
    Parameter Run 设置 6^lix9q7  
     B=~uJUr  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； CB#B!;I8v  
     DMOP*;Uk  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； b=5ZfhIg[  
     +j %y#_~  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 GI@;76Qf  
     WIabQ_fX  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 a$\ Bt_  
     M%WO  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 =RAojoN  
    优化函数依据迭代次数进行显示： =;(L$:l~  
    }0?XF/e(R  
    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。 Z/T( 4  
     I^HwXp([  
    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。 t37<<5A  
     vR&b2G7o  
    参数构成： :| !5d{8S8  
     AiB]A}  
    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%； oJQ \?~  
      
    'S|7<<>4k  
    局部参数优化： ZL:SJ,C  
    ?L0|$#Iw  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 \}~71y}  
    ym+Ezb#o  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； upZ tVdd  
    0Y:)$h2?  
    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。 T0~~0G)k  
    o+.ySSBl+  
    L6#4A3yh  
    Te`@{>  
    参数定义： x4(8 =&Z  
    *(qj!U43  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 yZN~A:  
    ahQY-%>  
    缝宽10—190nm权重1e20 {pA&Q{ ^  
    P)#h4|xZ  
    优化函数定义： @;x*~0GZ  
    )+DDIq  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 97qf3^gGd  
    c2Exga_  
    ——偏振对比度大于50（全波段） o)>iHzR</  
    =z]rZSq*o  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Nukyvse  
    rxqSi0p  
    E-($Xc  
    选择下山简法进行局部优化。 S^;;\0#NK  
    O #t[YP  
    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。 QBGjH^kL  
    $ 7W5smW/  
       tRO=k34  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ( mn:!3H%  
    q]?)c  
    优化过的参数为： 3fA+{Y8S  
    \.}ZvM$  
    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% u! &T}i:  
    U{/fY/kq  
    结论： Xs# _AX  
    IC(:RtJ  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 `<g6^P  
    dpK -  
    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。 ecQ{ePoU  
    .ZV='i()X  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 I$p1^8~L  
    jvAjnh#  
    e&*b{>1*  
    QQ：2987619807     p*)I QM<B  
     
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