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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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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 $Wt0e 4YSu  
     07 [%RG  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 S`g:z b_  
     =<Q_&_.60  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Agt6G\ n  
      uyBmGS2  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 )a"rj5~-  
    81Ixs Qt  
    相关案例：100.01,101.01 e59P6/z  
     FN jT?*  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 u"eO&Vc  
     vM )2F  
    建模任务： !lxs1!:  
     \1|]?ZQ\K  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 ,{DZvif   
     k |}&  
    ZslH2#   
    优化目标： `q =e<$  
    ,Vb;2  
    —TE模偏振光的透过率最大化 lO=+V 6  
     + / s2;G  
    —TM模偏振光的透过率最小化 N6K%Wkz  
     74f3a|vx/  
    优化函数： b^ wWg  
     /I Ql  
    —最小化TE的透过率 8/q6vk><  
     7 0pt5O3]  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 0zH^yx:ma  
    j{}-zQ]n  
     x~1.;dBF  
       V.<$c1#=$  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ~yacJU=  
    yLv jfP1  
     [f`^+,U  
    ifA=qn0=}  
    优化的自由变量为： ^Ej4^d  
    w\(LG_n|  
    —缝宽：10—190mm QG{).|pm  
     Hgu:*iYA  
    —光栅深度：20—200nm -^A=U7  
      3Ee8_(E\  
    优化算法： /rMxl(wD'  
     \=n0@1Q=>  
    —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。 aJh=4j~.  
    —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。 9{OH%bF  
     s=)0y$  
    光路流程图和偏振分析器： VyRU_<xP  
     $lJu2omi1  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 [>`[1;aX  
     RX]x3-  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 NpmPm1Ix .  
    e[`E-br^  
    Parameter Run 的全局搜索： 3,`.$   
     Rg:3}T`~n  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 r 5$(  
     `b(y 5Z  
    Parameter Run 设置 :V)W?~Z7B  
     #3uBq(-Z  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； w1zI"G~4/Q  
     {?a9>g-BW  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； = mn jIp  
     O5"o/Y~m  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 j s(E-d/  
     R=D\VIu,Z  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 OL+!,Y  
     ,gU%%>-_~w  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 0 O{Y Vk`  
    优化函数依据迭代次数进行显示： S6sSdo'  
    " mKMym2  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 +B*8$^,V)  
     FV[6">;g  
    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。 ++KY+j.^  
     =hV-E D  
    参数构成： 47Y| 1  
     Z&mV1dxR  
    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%； Pn{yk`6E  
      
    E(G=~>P  
    局部参数优化： \!UNa le  
    tVx.J'"Y  
    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。 `1%SXP1  
    h;vD"!gP  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm；  FNZB M  
    d}f| HOFq  
    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。 nsyg>=j  
    MDkIaz\U  
    .js4)$W^  
    V07x+ovq  
    参数定义： >/"XX,3  
    t\2myR3  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 uTJi }4cw  
    =#XsY,r  
    缝宽10—190nm权重1e20 3 )f=Z2U>  
    XEqg%f  
    优化函数定义： ` n{rzenPX  
    ,8( %J3J  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） !2x"'o  
    #SY8Zv  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ^_<>o[qE  
    x7e  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ^ v3+w"2  
    vg5zsR0u  
    T[)) ful  
    选择下山简法进行局部优化。 TJY$<:  
    e,E;\x &  
    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。 K/[v>(<  
    U]sU b3  
       /2u;w !oi.  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 f/)3b`$Wu  
    AW'tZF"  
    优化过的参数为： Coq0Kzhsab  
    ZP)=2'RY  
    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% BN4dr9T  
    :0T]p"y4  
    结论： n#3y2,Ml  
    {CH\TmSz  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ^J>28Q\S  
    nVG\*#*]|  
    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。 |~H'V4)zXu  
    mUy/lo'4  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 jTw s0=F*  
    6@2p@eYo  
    VhSKtD1  
    QQ：2987619807     va8:QHdU  
     
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