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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  49&p~g  
     0V ,R|Ln  
    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。 ; k{w@L.@  
     Fy8KZWim  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 a5C%OI<  
     l)GV&V  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 x3O$eKy\|5  
    ZWaHG_ U)  
    相关案例：100.01,101.01 MrEyN8X  
     W4Nbl  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ]&w>p#_C  
     .ICGGC`O  
    建模任务： Q~<$'j  
     -qz;  
    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。 +CtsD9PA  
     " jly[M}C  
    L31B:t^  
    优化目标： \Fj$^I>C  
    vs;T}' O  
    —TE模偏振光的透过率最大化 K?:rrd=7q  
     ,  A?o  
    —TM模偏振光的透过率最小化 msOk~ZPE6\  
     _3DRCNvh  
    优化函数： &S9Sl  
     2V7x  
    —最小化TE的透过率 ),y{.n:wm  
     C4e3Itc9X  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） !Vl>?U?AN  
    H Yt& MK  
     X(kyu,w  
       !7t,(Id8  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 SbU=Lkx#  
    o^%4w>|  
     ?khwupdi  
    VqV6)6   
    优化的自由变量为： i&\N_PUm[  
    /H&:  
    —缝宽：10—190mm 0@z=0}0Z  
     LM }0QL m?  
    —光栅深度：20—200nm nAv@^G2  
     .w2X24Mmb  
    优化算法： % FW__SN$c  
     :J` *@cDn  
    —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。 289teU  
    —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。 HV ab14}E  
     j*aN_UTr3  
    光路流程图和偏振分析器： F }l_=  
     T ) T0.c  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 \hv1"WaJ  
     3D70`u  
    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。 9^l_\:4  
    pv8"E?9,k  
    Parameter Run 的全局搜索： Ag QR"Nu6  
     ~]8bTw@  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 A7SBm`XJ)p  
     L9[? qFp  
    Parameter Run 设置 .PBma/w W  
     M6U/. n  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； } _Yk.@J5  
     //*>p  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； h 3Kv0^{  
     'PTWC.C?9  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 2ijw g~_@  
     Q|Uq.UjY  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 w A<JJ_R  
     l<0 BMwS8  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 {<%zcNKl^L  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ;B>2oq  
    +*-u_L\'  
    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。 jz(}P8  
     g(m3 &  
    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。 w. exLC  
     P<yd  
    参数构成： tAH,3Sz( /  
     +V*FFv  
    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 _(  
      
    6'd=% V  
    局部参数优化： -ZqN~5>j)  
    4{H>V_9zs  
    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。 =B O} hk  
    )P>Cxzs  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； l9 RjxO.~U  
    +` g&J  
    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。 Gr6XqO_  
    bj^YB,iSM  
    ukBj@.~  
    _uU}J5d.  
    参数定义： |NFX"wv:c<  
    .hW_P62\#  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 A`2l;MW  
    RMU]GCa  
    缝宽10—190nm权重1e20 :=x-b3U  
    JJlwzH  
    优化函数定义： Ftu~nh}  
    KZ^W@*`D  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） WF#eqU*&  
    8;>vgD  
    ——偏振对比度大于50（全波段） {X$8yy2zC5  
    FaO1?.  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 qXO@FW]  
    Xi3:Ok6FZ  
    -Gjz;/s%XH  
    选择下山简法进行局部优化。 ++ !BSQ e  
    ((L=1]w  
    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。 m/l#hp+  
    7kapa59  
       EJ&[I%jU  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 jeM %XI  
    4r5trquC  
    优化过的参数为： NFpR jC?  
    7A@GN A  
    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% =w='qjh  
    cSy{*K{B  
    结论： !U38aHG  
    |~vo  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 P wL]v.:  
    y\7 -!  
    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。   )z#  
    G/T oiUY  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 S(xlN 7=  
    $,R QA^gxW  
    E'qGKT  
    QQ：2987619807     #M$Gj>E%4  
     
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