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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 @vgG1w  
     A6<C-1 N}j  
    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。 He0=-AR8  
     L+B?~_*  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 p6EDQwlf  
     <0|9Tn2O  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 nM=e]qH  
    4!$ M q;U  
    相关案例：100.01,101.01 Z>F^C}8f  
     v8>v.}y  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 fQWIw  
     +i `*lBup$  
    建模任务： 8$xPex~2  
     50j OA#l[  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 W [[oSqp  
     W#_/ak$uF*  
    Mr+@c)  
    优化目标： 3zuF{Q2P<  
    Q_*_?yf  
    —TE模偏振光的透过率最大化 *, Ld/O;s  
     ,O=a*%0rt  
    —TM模偏振光的透过率最小化 <j}lp-  
     N5|Rmfo1  
    优化函数： CR4rDh8za  
     m!XI{F@x  
    —最小化TE的透过率 @ \.;b9  
     _\5~>g_  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 2J;`m_oP  
    \a "Ct'  
     Zr$d20M2A;  
       1Wg-x0R  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 [~5p>'  
    KYJ1}5n  
     b yg0.+e0  
    {TSY|D2  
    优化的自由变量为： k>4qkigjc  
    v=Y K8fNi  
    —缝宽：10—190mm >Dm8m[76  
     oqkVYlE  
    —光栅深度：20—200nm U3;aLQ*  
     PL0`d`TI  
    优化算法： &Y|Xd4:  
     #~:P}<h  
    —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。 wyc D>hc  
    —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。 !KS F3sz  
     "yb WDWu  
    光路流程图和偏振分析器： 4Tzd; P6_  
     }m]q}r  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 `T*U]/zQ  
     @ $cUNvI  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 huFz97?y(  
    ul7o%Hs  
    Parameter Run 的全局搜索： qG8s;_G  
     iCG`3(xL  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ?4t-caK^u  
     2f,B$-#  
    Parameter Run 设置 8"'x)y  
     UP1?5Q=H]Q  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； d<p2/aA  
     Y8s;w!/  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 4 (?MUc  
     j28_Hh T  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 OTvROJP  
     cH`^D?#se  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Aw ^yH+ae  
     Os),;W0w4  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ;|ub!z9GG  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Go\VfLLw  
    D=?{8'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。 Eyh|a. )-  
     @9 8;VWY\  
    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。 =6%|?5G  
     54p tP  
    参数构成： @Z(rgF{{  
     [5ethM  
    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%； w*LbH]l<-  
      
    S0w> hr  
    局部参数优化： 'UwI*EW2S  
    wvc>0?t'  
    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。 i S p  
    Fxd{ Zk`  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 2=*=^)FNI  
    Bt~s*{3$8  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 pu;3nUH  
    kl7A^0Qrz  
    L ^Y3=1#"g  
    y%(X+E"n*  
    参数定义： 'w<BJTQIL  
    ?T*";_o,B  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 >Wi s.e%b  
    4rB8Nm1  
    缝宽10—190nm权重1e20 ;b~~s.+  
    crmUrF#  
    优化函数定义： aO1IVESr$  
    ?X_V#8JK  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ym%slg  
    $C_M&O}  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Y(i?M~3\t  
    |qUrEGjiSS  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 7[o {9Yp&  
    (Pi-uL<[a  
    *Zkss   
    选择下山简法进行局部优化。 UmP'L!  
    F-0UdV  
    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。 `F1dyf!p<  
    "~$$  
       Qlz Q]:dWC  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 RsSXhPk?  
    jXIEp01  
    优化过的参数为： 1bRL"{m^)-  
    {yq8<?  
    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% f'{>AKi=C  
    K3ukYR  
    结论： #)74X% 4(  
    %g^" ]  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 EF;,Gjh5p  
    J+2R&3;_O  
    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。 `SOhG?Zo  
    ^ }#f()  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 hx!`F  
    \iZ1W  
    |9s wZ[  
    QQ：2987619807     &5q{viI  
     
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