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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 Ih&rXQ$  
     UdIl5P  
    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。 3:S>MFRn.3  
     2"'<Yk9  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长  d*Wg>8|  
     &D/@H1fBe  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 FLb Q#c\  
    L"_l(<g  
    相关案例：100.01,101.01 _#jR6g TY  
     DCv=*=6w  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 c2tf7fkH  
     9{A[n}  
    建模任务： U= Gw(  
     \8KAK3i'  
    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。 l{2Y[&%  
     +K@wh  
    2b[R^O}   
    优化目标： 8Hdm(>  
    vFz#A/1  
    —TE模偏振光的透过率最大化 &e-MOM2&  
     dr54 D  
    —TM模偏振光的透过率最小化 gsSUmf1  
     aw3 oG?3I  
    优化函数： d'x'hp%  
     Xf"B\%,(`  
    —最小化TE的透过率 bg =<)s  
     k|r+/gIV  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） A#&,S4Wi|  
    S260h,(,  
     5Nt40)E}sN  
       68!W~%?pR  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 .8v[ss6:  
    iB1+4wa  
     }Qqi013E L  
    wqZ*$M   
    优化的自由变量为： e2}5< 7  
    q[wVC h  
    —缝宽：10—190mm 5C G ,l  
     JM& :dzyIP  
    —光栅深度：20—200nm )~Pj 3  
     ,drcJ  
    优化算法： GY~Q) Z  
     BM }{};p6  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 w.:fl4V  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 bMrR  
     }(yX$ 3?`  
    光路流程图和偏振分析器： ;ATn&  
     `1hM3N.nO  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 B=R9K3f  
     O 8\wH  
    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。 _[kZ:#  
    K,$Ro@!  
    Parameter Run 的全局搜索： _'.YC<;  
     ?kF_C,k/>N  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 PdkS3Hz  
     ,~TV/l<  
    Parameter Run 设置 )M: pg%  
     qGYru1  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； @j{n V@|  
     .O1Kwu  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； x3QQ`w-  
     &y~~Z [.F,  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 mT3'kUZ}]  
     "lT>V)NB'  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Ibbpy++d[  
     jW!x!8=  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ]6*+i $  
    优化函数依据迭代次数进行显示： |#Q4e51H  
    Vlka+$4!  
    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。 (TF;+FRW  
      yf/c  
    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。 m|%L[h1  
     5{.g~3"  
    参数构成： >~vZ+YO  
     4_i6q u(4  
    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%； zNo(|;19  
      
    ]CnqPLqL  
    局部参数优化： EYaX@|)  
    A $GiO  
    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。 >+3tOv3:  
    %ylpn7I\6  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； G#f(oGn :  
    M6MtE_E  
    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。 7Gs0DwV  
    ;V:Cf/@@R  
    .zMM!l3  
    b~L8m4L  
    参数定义： @:M?Re`L  
    "{X_[  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 LL}b]B[  
    q@6Je(H  
    缝宽10—190nm权重1e20 4hLv"R.  
    D,<#pNO_  
    优化函数定义： OZc.Rtgc  
    }2;{ }J  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） >.}ewz&9o  
    2{gd4Kt6.  
    ——偏振对比度大于50（全波段）  (r!d4  
    }8\"oA6  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 L[LgQ7es Q  
    OBBEsD/bc  
    SaA9)s  
    选择下山简法进行局部优化。 ]di9dLT  
    ~p'DPg4  
    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。 h5>38Kd  
    mm@)uV<\  
       FE[{*8  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 KDW=x4*p  
    Ou'<9m!9  
    优化过的参数为： w-3 B~e  
    ]B'H(o R<|  
    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% `J}-U\4F{  
    rQ!X  
    结论： |:{H4  
    ?\J.Tv $$$  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 }ippi6b:r  
    0s%rd>3  
    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。 fmv8)$W#U  
    GA.4'W^&a  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。  &9*MO  
    {k#RWDespy  
    9" RGf 1]  
    QQ：2987619807     ?xgrr7  
     
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