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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 < Ihn1?  
     ]_pL79y  
    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。 _ x'StD  
     8/F2V?iT  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 5Y&@ :Y  
     i,<-+L$z  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 MnS"M[y3  
    =|#-Rm^YB  
    相关案例：100.01,101.01 <n:?WP~U  
     *AA1e}R{B  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 tV,zz;* Oe  
     +]e4c;`ko}  
    建模任务： d{trO;%#f  
     mzw*6e2T  
    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。 .iS]aJJ  
     *&PgDAQ  
    ri^yal<'  
    优化目标： $-0u`=!  
    ~k%\ LZ3s  
    —TE模偏振光的透过率最大化 0x & ^{P~  
     PaZYs~EO  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Iymz2  
     #Nd+X@j  
    优化函数： C,]Ec2  
     ' #mC4\<W8  
    —最小化TE的透过率 M@K[i*e  
     Xo5L:(?K  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） +vnaEy  
    =e+go ]87x  
     =ht@7z8QM  
       ?7+ 2i\L  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 :Rn9rdX  
    QM]^@2rK2  
     {HU48v"W  
    =3:ltI.'*I  
    优化的自由变量为： PA/6l"-`3  
    1%+^SR72  
    —缝宽：10—190mm DIRCP=5  
     !v`=EF.  
    —光栅深度：20—200nm IviWS84  
     21[F%,{.),  
    优化算法： x'qgpG}?]  
     Txh;r.1e  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 <b\urtoJ  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 3{l"E(qqZ  
     4Uiqi{}  
    光路流程图和偏振分析器： r:cUAe7#  
     _6' g]4  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 'FhnSNT(4=  
     xpk|?/6  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 Q'VS]n  
    ||4Dtg K  
    Parameter Run 的全局搜索： X@)lPr$a  
     E(8g(?4  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 y)}aySQK^  
     +9X[gef8  
    Parameter Run 设置 1dcy+ !>  
     'w2;oO  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； [;I8ZVE  
     -ZB"Yg$l  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； d#\n)eGr  
     >`:+d'Jv0  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ||V:',#,W  
     7yp*I[1Qf>  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ^XM;D/Gp~  
     wO#+8js  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 [XXN0+ /  
    优化函数依据迭代次数进行显示： YYHm0pc  
    q1y4B`  
    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。 &; \v_5N6  
     f#5JAR  
    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。 hgK=fHJ k  
     Q6K)EwN  
    参数构成： o1Ln7r.  
     ZAZCvN@5  
    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%； 2XHk}M|  
    R5"p7>  
      
    +b+sQ<w?.  
    局部参数优化： fR%8?6  
    jvQ"cs$.  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 :!$z1u8R  
    PS6`o  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； J~q+G  
    919g5f`  
    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。 l'QR2r7&.  
    F6p1 VFs  
    <Z' hZ  
    OX4D'  
    参数定义： sFK<:ka  
    Q8y|:tb$Y  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 fXe-U='  
    h>:RCpC  
    缝宽10—190nm权重1e20 ItADO'M  
    $8k_M   
    优化函数定义： Wi^rnr'S s  
    s~ A8/YoU}  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） |@.<} /  
    dn_OfK  
    ——偏振对比度大于50（全波段） e-9unnk  
    G:`Jrh  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 M%xL K7  
    8F`  
    G4' U;  
    选择下山简法进行局部优化。 1i:g /H  
    OPW"AB J  
    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。 N?0y<S ?!  
    4rG 7\  
       4iqmi<[("  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Y,btL'[W  
    {yMA7W7]  
    优化过的参数为： :)95 b fa.  
    I^(#\vRW  
    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% NxO^VUD  
    D|j \ nQ  
    结论： '%C.([  
    ?7)(qnbe"  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ^!o}>ls['  
    orH0M!OtS!  
    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。 K#hYbDm  
    D1~x  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 $'YKB8C  
    QQ：2284816954 备注：光学     jUvA<r  
     
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