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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 -7CkOZT  
     1K!7FiqY  
    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。 i^yQ; 2 -  
     Xo P]PR`cQ  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 &}WSfZ0{  
     Li}yK[\]  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 |yS4um(w  
     u >x2  
    相关案例：100.01,101.01 g\ 2Y605DM  
     r*$KF!-dg  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 :t(}h!7  
     %k"-rmW  
    建模任务： ~&g:7f|X  
     *fl1 =Rfr  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 nRvV+F0#  
     Gz`Zp "i%0  
    l-5-Tf&j  
    优化目标： = fm/l-P@  
    fZg Z  
    —TE模偏振光的透过率最大化 O *CKyW_$t  
     !5pp A  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ]itvu:pl%  
     v6]lH9c{,  
    优化函数： H}A67J9x  
     !r$/-8b  
    —最小化TE的透过率 ~s+\Y/@A  
     kIQMIL0+  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） B<i1UJ5  
    NVP~`sxiZ  
     a &j H9  
       yQ\c<z^e  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 yVSJn>l!  
    $H?v  
     8I JFQDGA9  
    5<9}{X+@o  
    优化的自由变量为： ugOcK Gf  
    By%aTuV$  
    —缝宽：10—190mm S);bcowf_  
     d^4!=^HN  
    —光栅深度：20—200nm 6*CvRb&  
     Yf|+p65g  
    优化算法： y/E%W/3  
     (.Sj"6+  
    —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。 Rzw}W7zg[  
    —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。 s(-$|f+s  
     iielAj*b  
    光路流程图和偏振分析器： -GQ`n01  
     lRn>/7sg$  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 2wikk]Z  
     G$WMW@fy  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 _HGbR/  
    K-#v5_*  
    Parameter Run 的全局搜索： CPAizS  
     PU[] Nw  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 </Ja@%  
     ]v$VZ '  
    Parameter Run 设置 J&2cf#  
     *$Bx#0J8  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； .*i.Z   
     w_PnEJa9  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 0;KjP?5  
     FZO}+ P  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 }mz@oEB#vF  
     m>DBO|`  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Xnpw'<~X  
     xbsp[0I,  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 AKu]c-  
    优化函数依据迭代次数进行显示： vjmNS=l  
    /c6:B5G  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 &( aw  
     7\HjQ7__  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 \$$DM"+:;H  
     IZn|1X?}\s  
    参数构成： LB$#] Z  
     =~15q=XY0  
    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%； [2ez"4e  
      
    XOsuRI ?  
    局部参数优化： ,=jwQG4wq  
    QZw`+KR  
    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。 wO.T"x%X  
    8`Ih> D c  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 5bBY[qp  
    {Dupk0'(  
    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。 sQwRlx  
    ;auT!a~a#  
    =^3 Z L  
    .Yg7V'R1  
    参数定义： Y#7sDd!N|  
    SI\ O>a 9{  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 UXgeL2`;  
    >sGIpER7  
    缝宽10—190nm权重1e20 Klrd|;C  
    (J} tCqP  
    优化函数定义： F}MjZZj(U=  
    ^Q,-4\ec  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） %1h%#/#[  
    7!F<Uf,V3  
    ——偏振对比度大于50（全波段） upi\pXv  
    !A":L0[7n  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 M$,4B  
    o@2Y98~Q}  
    ` "Lk@  
    选择下山简法进行局部优化。 Z@(m.&ZRx  
    7G':h0i8  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 v-(dh5e` H  
    y8%QS*  
       l\t g.O~  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Ndmki 7A  
    rUn1*KWbE  
    优化过的参数为： T$!Pkdh  
    H'a6] ]2  
    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% ? R!Pf: t  
    yo^M>^P\N  
    结论： Jo'~oZ$  
    tY@+d*u  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。  hik.c3  
    zoibinm}Eg  
    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。 Fa0Fl}L  
    '/2)I8  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ^i[bo3  
    <P@ "VwUX  
    o#uhPUZ  
    QQ：2987619807     P1_6:USBM  
     
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