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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 j ) 6  
     :pqUUZ6x&  
    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。 20|`jxp  
     l?U=s7s0?  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 AAevN3a#nI  
     :hX[8u  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 TmQIpeych  
    <h7cQ  
    相关案例：100.01,101.01 9Rnypzds  
     K -U} sW  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 -)`_w^Ox  
     kt/,& oKI  
    建模任务： J~k9jeq9  
     l<`>  
    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。 {arqcILr  
     4N,mcV  
     8s0+6{vW  
    优化目标： f<Hi=Qpm  
    +(3_V$|Dv  
    —TE模偏振光的透过率最大化 j<B9$8x&  
     5`QcPDp{z  
    —TM模偏振光的透过率最小化 KUAzJ[>  
     gsk? !D  
    优化函数： L (Y1ey9x  
     w7V\_^&Id  
    —最小化TE的透过率 `@/)S^jBau  
     #Vq9 =Q2  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） pjWRd_h.  
    cuhp4!!  
     Lnr9*dm6q  
       d~LoHp  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化   Q.g/  
    *; o%*:  
     i})s4%a  
    )>iOj50n3  
    优化的自由变量为： /T w{JO#Q  
    !(GyOAb  
    —缝宽：10—190mm HZyA\FS  
     ,QY$:f<  
    —光栅深度：20—200nm gxv^=;2C  
     z0[XI7KK  
    优化算法： EhcJE;S)  
     I\~[GsDY  
    —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。 y6XOq>  
    —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。 )kpEcMlR  
     va6Fp2n<1*  
    光路流程图和偏振分析器： ! _S#8"  
     d1<";b2Jt^  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 YV O$`W^N  
     v/+ <YU  
    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。 2{-29bq  
    ?d7,0Ex P  
    Parameter Run 的全局搜索： KGz Nj%  
     u_(~zs.N]  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 =&}@GsXdo  
     DX s an  
    Parameter Run 设置 $|N6I  
     j#l=%H  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Eb8pM>'qM  
     |&; ^?M  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； !}(B=-  
     Ipp_}tl_  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 BI1M(d#1L"  
     k^J8 p#`6  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 fkA+:j~z_  
     b}[S+G-9W  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 "tJ+v*E  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ?:(y  
    y>I2}P  
    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。 x/*lNG/  
     5S~ H[>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。 >>U>'}@Q  
     c4Ebre-Oa  
    参数构成： 7EJ2 On  
     HBlk~eZ  
    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%； hFrMOc&  
      
    K"#$",}=  
    局部参数优化： 1- 2hh)  
    0U '"@A \  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 _D '(R  
    Rs%`6et}\  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； pSs*Z6c)@  
    02;jeZ#z  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 V=O52?8  
    A;oHji#*  
    >B BV/C'9  
    AGlBvRX7e  
    参数定义： F.9}jd{  
    {{G)Ry*pb  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ~k"+5bHa*  
    broLC5hbQU  
    缝宽10—190nm权重1e20 8q2a8I9g  
    HIg2y  
    优化函数定义： lx)^wAO4  
    Iy<>-e"|  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） UP~28%>X  
    /bo}I-<2  
    ——偏振对比度大于50（全波段） h4Crq Yxa_  
    YpZB-9Krf  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 6(n0{A  
    k<gH*=uXY'  
    DI C*{aBf  
    选择下山简法进行局部优化。 -ng1RA>  
    iRQ!J1SGcG  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 l_I)d7   
    gabfb#  
       &g`&#IRz  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 n]%- 2`}(  
    Y;i=c6  
    优化过的参数为： Ak'=l;  
    D"7}&Ry:  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% KC/O EJ`  
    6^`iuC5  
    结论： [doEArwn  
    JZ5k3#@e  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ;mQj2Bwr  
    xS*UY.>  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 H$![]Ujq  
    9&+]YY CS-  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 U4D7@KY +m  
    "Q?+T:D8|  
    .. `I <2  
    QQ：2987619807     DiJLWXs  
     
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