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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 `An p;el  
     p"6ydXn%  
    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。 vJ{F)0 K  
      ^Kl*}  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 +k h Tl:  
     :r2d%:h%2  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ^ E_chx-e}  
    _f~$iY  
    相关案例：100.01,101.01 JAM]neKiX  
     *&tTiv{^  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 3mHP=)  
     Vry*=X &Q  
    建模任务： njaKU?6%d2  
     XSCcumde!  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 ^ZIs>.'  
     ?,] eN&`  
    /'zXb_R,$  
    优化目标： liqVfB%  
    )W6l/  
    —TE模偏振光的透过率最大化 0e07pF/!  
     `t\\O  
    —TM模偏振光的透过率最小化 | N}*  
     6b%IPbb  
    优化函数：  7|yEf  
     (J?_~(,`"  
    —最小化TE的透过率 &'`ki0Xh;  
     g<ov` bF  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） z7z9lDS  
    5i}g$yjZ<  
     R! n7g8I%  
       =7#"}%4Q  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 $E!f@L  
    ~N/a\%`  
     UCup {pDp  
    k'*vG6!  
    优化的自由变量为： |26[=_[q  
    ?~IdPSY  
    —缝宽：10—190mm K-"`A.:S  
     ujl ?!  
    —光栅深度：20—200nm '? -N  
     XH(-anU"!P  
    优化算法： R+t]]n6#  
     M6 8foeeN  
    —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。 BR-wL3x b  
    —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。 X Ai0lN{,  
     tSnsjd<6.  
    光路流程图和偏振分析器： cW_l|  
     (74y2U6  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 GY %$7   
     :>0,MO.^~K  
    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。 .XkD2~;  
    *wsZ aQ  
    Parameter Run 的全局搜索： u.G aMl4 (  
     Q1{9>NI  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 $RB p!7  
     ir>S\VT4  
    Parameter Run 设置 !G6h~`[  
     s|:1z"q  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； pr1bsrMuL  
     `KE]RTq  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ]5K(}95&'  
     r&Qa;-4Pl  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ZR-64G=L,  
     ^fyue~9u  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 34[TM3L].  
     FA;-D5=  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ,%BDBZ  
    优化函数依据迭代次数进行显示： @H3x51PT(m  
    @/ nGc9h  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Ml;` *;  
     yGSZ;BDW:K  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 @$t\yBSK  
     [Y?Y@x"MZ  
    参数构成： ?FUK_]  
     e*}GQ  
    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%； 8h4]<T  
      
    }~NXiUe  
    局部参数优化： Ww\ WuaY  
    <3/_'/C  
    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。 ?E(X>tH  
    tZVs0eVF<  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； EaHJl  
    $cc]Av4c2  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 OB\ZT@l  
    aJtpaW@  
    >p0,]-.J,r  
    _d!o,=}  
    参数定义： C@Go]*c  
    ~ iQBgd@D^  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 A L^tUcl  
    %W2U$I5  
    缝宽10—190nm权重1e20 D`mr>-Y  
    2"6qg>]-t  
    优化函数定义： LH=^3Gw  
    C^;8M'8z0  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） w)RedJnf  
    dLF*'JjY  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ='=4tj=z  
    6Z' K1  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 z*q+5p@~  
    ;+|Z5+7!6  
    | 5:2?S2R  
    选择下山简法进行局部优化。 } XhL`%  
    dKC*QHU  
    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。 NP.i,H  
    GUqG1u z9  
       wfEL .h  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 )G?\{n-  
    tg==Qgz  
    优化过的参数为： guGX  G+  
    nCp_RJu  
    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% /V`SJ"  
    N{&Lo}6F  
    结论： /':64#'  
    WiB~sIp  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 /DyeMCY-  
    E{ e  
    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。 n-],!pL^  
    ]];pWlo!  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 IbL'Z   
    Yb_HvP  
    h(~/JW[  
    QQ：2987619807     Skr0WQ  
     
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