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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 d~qQ_2M[G  
     pp"#pl  
    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。 dvjj"F'Bf  
     GGEM&0*  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 9{OO'at?  
     exJc[G&t(  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 x7/Vf,N  
    FShjUl>mV  
    相关案例：100.01,101.01 y#B=9Ri=z  
     `;Tf_6c  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 QO}~"lMj  
     ldUZ\z(*  
    建模任务： Mu>  
     E#+2)Q  
    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。 =KHb0d |.  
     Cd)g8<  
    j%s,%#al  
    优化目标： xg/(  
    - $<oY88  
    —TE模偏振光的透过率最大化 pL1ABvBB  
     9k ~8n9  
    —TM模偏振光的透过率最小化 5NZuaN  
     c ^ds|7i]a  
    优化函数： G/p\MzDko  
     `hO%(9V9  
    —最小化TE的透过率 T" {~mQ*  
     Ck )W=  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） -c&=3O!  
    nrKAK^  
     QIMd`c  
       |1!fuB A  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 UDr 1t n  
    9JP:wE~y  
     0a89<yX  
    `f}s<At  
    优化的自由变量为： bK%F_v3'  
    aInt[D(  
    —缝宽：10—190mm a%Q`R;W  
     Zzjx; SF  
    —光栅深度：20—200nm Dst;sLr[,  
     wA$7SWC  
    优化算法： 5 %\K  
     3R< r[3WP  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 OU%"dmSDk  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 P?V+<c{  
     :G 5p`;hGo  
    光路流程图和偏振分析器： #a=]h}&1?  
      #B~ ;j5  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 c;]\$#2  
     )8oyo~4?  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 0bh 6ay4  
    C&Q[[k"kb  
    Parameter Run 的全局搜索： kEq~M10  
     T3oFgzoO  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 []@@  
     MXaik+2  
    Parameter Run 设置 e">&B]#}  
     0x~+=GUN  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 8i] S[$Fc  
     Vwp>:'Pu  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ppIXS(  
     *Hn=)q  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 T%%EWa<a  
     uxxk&+M  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 JvXuN~fI{[  
     ,M`1 k  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ys[xR=nbD  
    优化函数依据迭代次数进行显示： .>;??BG}  
    ltNI+G  
    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。 )8^E{w^D}  
     bJMsB|r  
    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。 HR?T  
     !:\0}w$-  
    参数构成： ef*Z;HI0  
     |e#W;q$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%； | t:UpP  
      
    l\L71|3"g  
    局部参数优化： Caj H;K\  
    tb?TPd-OY  
    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。 ;V~x[J|x  
    UBW,Q+Q  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ^/?7hbr  
    AB%i|t  
    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。 DC).p'0VL  
    O\Y*s  
    cPZ\iGy  
    L=;T$4+p  
    参数定义： &I ~'2mpk  
    x_O:IK.>  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 rx| ,DI  
    J[l7p6xk  
    缝宽10—190nm权重1e20 ]lKUpsQI  
    H5d@TB, `  
    优化函数定义： 7@ONCG  
    7)D[}UXz  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） rhOxy Y0  
    @>VX]Qe^X  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 3-{WFnA  
    ?i0u)< H  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 |^Yz*r?BJ  
    n\ Lsm  
    < `;Mf>V  
    选择下山简法进行局部优化。 y)|d`qC\  
    @P0rNO %y  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 19R~&E's  
    %Qj$@.*:  
       +Goh`!$Rj9  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 _0 4 3,  
    L}Sb0 o.  
    优化过的参数为： (ZF~   
    t^B s3;E^  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% A]QGaWK  
    21<Sfsc$  
    结论： SefF Ci%4  
    -h|[8UG^b  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 g@O?0,+1  
    #(}{*d R  
    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。 |2TH[J_a  
    "}0QxogYE  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 cfBl HeYE  
    4+>~Ui_#  
    6&i])iH  
    QQ：2987619807     u*\QVOF  
     
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