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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 >qx~m>2|8]  
     JBE'B Q@  
    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。 mf@YmKbp  
     m7kDxs(KO  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长  ~u8}s4  
     #rV=!j||  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 "h7-nwm  
    |1 is!leP  
    相关案例：100.01,101.01 e=Kv[R'(M  
     D +)6#i Y  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 da!N0\.1T  
     ?9!tMRb  
    建模任务： 5G){7]P+r"  
     9;Wz;p  
    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。 z.Y7u3K.8  
     Njq#@*>[p  
    Xk]5*C]6<  
    优化目标： yL.si)h(p  
    Lj(hk @  
    —TE模偏振光的透过率最大化 :c)<B@NqNo  
     8t}=?:B+{  
    —TM模偏振光的透过率最小化 R_vZh|  
     '[Oi_gE.  
    优化函数： Z6>:k,-Ot  
     4g\a$7 r  
    —最小化TE的透过率 4PD"[a="  
     +@%9pbM"z  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Q(k$HP  
    8)"KPr63M  
     <mY`<(bc  
       J~gfMp.  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 (^a;2j9  
    z8Dn<h  
     (P`{0^O"}  
    e,~c~Db* Q  
    优化的自由变量为： y13=y}dyDH  
    m3_e]v3{o  
    —缝宽：10—190mm ;S`Nq%,  
     W]2;5 `MM  
    —光栅深度：20—200nm .[ 1A  
     1uV_C[:  
    优化算法： `Q(ac| 0  
     ;xB"D0~,1  
    —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。 <u2*(BM4  
    —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。 i;)g0}x`  
     &@+K%qW[e  
    光路流程图和偏振分析器： AF3t#)q  
     +o'. !sRH  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 3sp*.dk  
     Z7.)[ ;  
    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。 lmmyDg1R  
    n;Iey[7_E`  
    Parameter Run 的全局搜索： RTY$oUqlZ  
     !+hX$_RT  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 _a<PUdP  
     GV[%P  
    Parameter Run 设置 M0]l!x#7  
     29qQ3M?  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； FJU)AjS~  
     =dA T^e##  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； o~4n8  
     akCl05YW  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 3&y u  
     nr-mf]W&  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 _ZS<zQ'  
     }?fa+FQGp  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 yPQ{tS*t  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 1MahFeQ[  
    @nc!(P7_  
    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。 "5y^s!/  
     #[[p/nAy}A  
    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。 6op\g].P  
     /GeS(xzQ  
    参数构成：  +;!w;t  
     i@I%$!cB  
    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%； @B^'W'&C  
      
    S}< <jI-z  
    局部参数优化： H~~(v52wD  
    [KE4wz+s{  
    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。 jU#%@d6!#  
    ;< ][upn  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； .N'UnKz  
    7>~iS@7GV  
    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。 CTP%  
    hN:Z-el  
    s24H.>Z  
    4[-9$ r  
    参数定义： 0Gs]>B4r/  
    % (.PRRI  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 XM 7zA^-  
    Z0:BXtW  
    缝宽10—190nm权重1e20 GbE3 :;JI  
    B~ez>/H^  
    优化函数定义： dog,vUu  
    h/k`+  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） xD#/@E1'Y  
    n^%u9H  
    ——偏振对比度大于50（全波段） n$?oZ *;  
    TSk6Q'L\v  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ?yU#'`q  
    K@,VR3y /  
    SeTU`WLEm  
    选择下山简法进行局部优化。 Tc*PDt0C  
    z7_./ksQ  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 8(I"C$D!k  
    FV9RrI2  
       o99 a=x6  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 w}i.$Qt  
    19vD(KC<  
    优化过的参数为： dkLR Q   
    t(yv   
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% [~o3S$C&7  
    7.t$#fzi  
    结论： ^v'Lu!\f  
    ,rdM{ r  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 $d=lDN  
    QHh#O+by#  
    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。 L;  ~=(  
    @e7+d@ O<  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 o (zg_!P  
    k?#6j1pn  
    a~|ge9? (  
    QQ：2987619807     #n"/9%35f`  
     
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