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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 ]1 jhy2j  
     \<HY'[gr  
    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。 1+#E|YWJ  
     B|"-Ed  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 UP7?9\  
     f~R+Q/Gtz`  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ?IG[W+M8  
    ,u=+%6b)A  
    相关案例：100.01,101.01 >qVSepK3  
     =gB8(1g8  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 )x<BeD  
     vSy[lB|)24  
    建模任务： mqtYny'  
     ?=im  ~  
    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。 w6h*dh$w  
     #||D,[ _=+  
    3lTnfc&  
    优化目标： L_tjclk0J  
    DKF` xuJP  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Q-7L,2TL  
     fDRG+/q(+  
    —TM模偏振光的透过率最小化 6rWb2b  
     7&dK_x,a  
    优化函数： CQPq5/@Y4  
     "A> _U<Y  
    —最小化TE的透过率 L&d.&,CNs'  
     !4T!@"#  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ?./%7v  
    sDY+J(Z  
     DYoGtks(  
       l.P;85/+  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 S!n?b|_  
    {.?pl]Zl6  
     v o4U%  
    ,pY:kQ  
    优化的自由变量为： kE:{#>[Uz  
    ExM VGe  
    —缝宽：10—190mm }>EWF E`  
     3~{0X-  
    —光栅深度：20—200nm ]V)*WP#a  
     ^wD`sj<Qg  
    优化算法： Z6-ZAS(>m  
     0gG r/78   
    —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。 Ss0I{0  
    —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。 GKKDO+A=!  
     fwiP3*j+Nn  
    光路流程图和偏振分析器： H@u5&  
     rP}[>  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 %E"v@  
     #hP>IU  
    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。 $wn0oIuW  
    0":k[y  
    Parameter Run 的全局搜索： uQ&> Wk  
     J"Fp),  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Y;'SD{On  
     WEJ-K<A(  
    Parameter Run 设置 'F#dv[N  
     l|{[vZpT  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； X7[gfKGL)N  
     LlS~J K  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； +,]VXH<y  
     k]^ya?O]p  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 .wmqaLd%  
     `/?'^A%Ik  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 C,A/29R,s  
     B,&QI&k`~  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 7>f"4r_r6<  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ?20R\ ]U  
    ?;H}5>^8P  
    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。 bdY:-8!3  
     I!Z"X&  
    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。 74a@/'WbE  
     nMZ)x-  
    参数构成： z [ 'G"yCi  
     =R~zD4{"  
    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%； gWoUE7.3`  
      
    ,tcUJ}l  
    局部参数优化： Yufj y=!  
    'n ^,lXWB  
    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。 "<{|ni}  
    rmo\UCD  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 15q^&l[Q  
    K[ [6A:  
    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。 }r!+wp   
    b$%Kv(  
    | oK9o6m4  
    ,lStT+A  
    参数定义： N_S~&(I|  
    .)_2AoT7[  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 IVkB)9IW  
    K!.t}s.t  
    缝宽10—190nm权重1e20 AS@(]T#R  
    "M!m-]  
    优化函数定义： >;' 0ymG.`  
    <nN.$4~X  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 1YJ?Y  
    `}KxzD  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ,a,2I  
    3l45(%g+  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 lux g1>  
    S2;^  
    (tOhuSW  
    选择下山简法进行局部优化。 ux)*B}/xh  
    } `r.fD  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 jx}'M$TA  
    &Cv  
       N0Y4m_dm*  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 <Q/)SN6_E  
    BWy-R6br  
    优化过的参数为： u~j H  
    Z\EA!Cs3  
    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% R-9o 3TPa  
    5cinI^x)f  
    结论： ~F@n `!c  
    aEvbGo  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 }`Ya;  
    r6'dEa  
    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。 $/D?Vw:]  
    } O $]xB  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 7xv9v1['  
    Xi) ;dcNJ  
    Wp8>Gfb2  
    QQ：2987619807     Fd\uTxykp  
     
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