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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 83_vo0@<6  
       9EWw  
    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。 r)oR `\7  
     K k|mV&3J  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 `IJTO_  
     smHQ'4x9  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 {2L V0:k2  
    >)VWXv0  
    相关案例：100.01,101.01 iVA=D&eZ  
     d^I:{Ii'  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 4tz@?T Cb  
     fwv.^k x  
    建模任务： x]vyt}oCmk  
      yHn8t]{  
    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。 IgPU^?sp  
     ~9c jc  
    Q; BD|95nl  
    优化目标： 7$Lt5rn"}  
    SyI i*dH  
    —TE模偏振光的透过率最大化 *kt%.wPJ  
     >w#&fd  
    —TM模偏振光的透过率最小化 bpdluWS+)  
     spma\,o  
    优化函数： <%S[6*6U  
     \!wo<UX%  
    —最小化TE的透过率 BQ(sjJ$v6F  
     Xw&vi\*m  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 8$38>cGY^  
    rmPJid[8B~  
     Kc+TcC  
       v-}B T+  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 '3 JVUHn  
    @-.Tgpe@a  
     /`g~lww2O  
    D{^CJ :n  
    优化的自由变量为： ;TboS-Y  
    CQ'4 ".7  
    —缝宽：10—190mm .B{:<;sa  
     0[ZwtfL1  
    —光栅深度：20—200nm !}=#h8fv  
     @m9dB P  
    优化算法： Wo6C0Z3g}  
     (} Y|^uM,  
    —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。 DiSU\?N2'  
    —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。 L<p.2[3  
     ;ApldoMi  
    光路流程图和偏振分析器： $|7;(2k  
     nBzju?X)I  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 O[z-K K<  
     o(g}eP,g }  
    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。 ogG:Ai)90  
    *yN#q>1  
    Parameter Run 的全局搜索： +d=8/3O%  
     |]]Rp  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 /<CgSW}  
     J['i  
    Parameter Run 设置 F\-oZ#g  
     5wb R}`8  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； AhQsv.t   
     dI~{0)s  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； '@WS7`@-y  
     =Iy khrS  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ;:8SN&).  
     ij02J`w:Ra  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 !~te&ccPE  
     {r_x\VC=p  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 D}nIF7r2N  
    优化函数依据迭代次数进行显示： h4=7{0[  
    t?h\Af4Tf  
    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。 JF(&+\i<p  
     < [q{0,  
    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。 h{?cs%lZ  
     =|IY[2^  
    参数构成： hh<ryuZ  
     ABU~V+'2  
    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 nvz;]B  
      
    8W x7%@^O  
    局部参数优化： E$s?)  
    ah15 ,<j  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 P5`BrY,hZ  
    Bu7aeBP  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； H+ 7Fw'u  
    .CEl{fofj  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 +H "j-:E@t  
    >"pHk@AWK  
    ;oVFcZSA  
    nOq`Cwh9  
    参数定义： 8P*wt'Q$  
    9lc{{)m2)  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 dW Vm'd  
    G(MLq"R6U  
    缝宽10—190nm权重1e20 j&Y{ CFuZ  
    4/ Xu,pT  
    优化函数定义： k;!}nQ&  
    lh*!f$2 ~  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） c>L#(D\\  
    #oxP,LR  
    ——偏振对比度大于50（全波段） `W'S'?$  
    "~6IjW*/  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 h[r)HX0hA  
    i} ?\K>BWq  
    =iE)vY,?"}  
    选择下山简法进行局部优化。 p%-m" u  
    ?T_bjALW  
    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。 RW^e#z>m"E  
    &f<Ltdw  
       Zxn>]Z_  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 j:xm>X'  
    7!^Zsp^+  
    优化过的参数为： gv/yfiA?  
    vze|*dKS  
    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% -'RD%_  
    C&&33L  
    结论： HC(o;,spO  
    eNFZD1mS  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 s|-g)  
    b%|6y  
    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。 Wo<kKkx2  
    ZG1 {"J/z  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 \v p^[,SI  
    -ei+r#  
    ANXN.V  
    QQ：2987619807     okLhe F  
     
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