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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 Y4+ ]5;B8  
     +k h Tl:  
    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。 B@@tKn_CQ  
     X f{9rZ+  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ]T{v~]7:{  
     xSqr=^  
    所需工具箱：高级光栅工具箱  9I:3  
    } lXor~_i  
    相关案例：100.01,101.01 H& $M/`  
     H|$ *HQm  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 hE E1i  
     Cd ]g+R}j  
    建模任务： A)gSOC{3F)  
     }(!rB#bf  
    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。 Kf6 D)B 26  
     gi>W&6  
    (! 8y~n 1  
    优化目标： +tlBOl $  
    }ik N  
    —TE模偏振光的透过率最大化 &JYkh >  
     (w#)|9Cxm  
    —TM模偏振光的透过率最小化 r7#.DJnN.  
     F2MC)&#  
    优化函数： yVQW|D0,j  
     &grvlK  
    —最小化TE的透过率 } ,^p{J/  
     ;<GK{8  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ]t~'wL#Z  
    0>46ZzxUZ  
     t&p I  
       l8J2Xd @   
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 c[V.j+Iy#^  
    ;>/yY]F7  
     cv1PiIl  
    ;at1|E*  
    优化的自由变量为： 9KB}?~Nx4  
    >j7]gi(  
    —缝宽：10—190mm +6}CNC9Mp  
     :P ]D`b6p  
    —光栅深度：20—200nm `Kn+d~S4  
     ji\&?%(B  
    优化算法： =HB(N|9_d  
     eh>FYx( S  
    —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。 .LDp.#d9r1  
    —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。 W'=}2Y$]u  
     *YX5bpR?  
    光路流程图和偏振分析器： = y(*?TZH  
     l^KCsea#  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 p-l FzNPc0  
     ,`OQAJ)>  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 SSbx[<E3  
    D SWmQQ  
    Parameter Run 的全局搜索： yyk@f%  
     pr1bsrMuL  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 19-V;F@;  
     717G CL@  
    Parameter Run 设置 r&Qa;-4Pl  
     ZR-64G=L,  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ^fyue~9u  
     34[TM3L].  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； >]%$lSCW\D  
     +V9xKhR;x  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 #6~Bg)7AM  
     AlG5n'  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 |:Maa6(W  
     $TS97'$  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 kj.9\  
    优化函数依据迭代次数进行显示： KF5r?|8 M  
    9:GP~oI 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。 Qca3{|r`  
     Owgy<@C  
    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。 * hS6F  
     7&OJ8B/  
    参数构成： ?E(X>tH  
     tZVs0eVF<  
    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%； EaHJl  
      
    $uJc/  
    局部参数优化： >T\@j\X4  
    hQ!59  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 lUA-ug! ^  
    Cz$q"U  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ^c >Bh[  
    nHH FHnFf  
    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。  +Mhk<A[s  
    nT +ZSr  
    Q$ Dx:  
    A%7f;&x!  
    参数定义： Iu~<Y(8^q#  
    arRU`6?  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 "frioi`a2  
    wHQ$xO;vD'  
    缝宽10—190nm权重1e20 =J]EVD   
    4zt:3bW U  
    优化函数定义： D/ sYH0.V$  
    z}.6yHS  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 4\p%|G^hU  
    JR xY#k  
    ——偏振对比度大于50（全波段） O^ui+44wp  
    q86}'dFw{  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 m"n" 1;o=  
    MEJX5qG6m  
    \%bJXTK&W  
    选择下山简法进行局部优化。 Y*p<\{,oC  
    fA?v\'Qq/  
    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/#J>-os}W  
    2<p@G#(  
       E i>GhvRM  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 X%&7-PO  
    #gT"G18/!  
    优化过的参数为： B:0oT  
    Oq,@{V@)9k  
    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% K|$ c#X  
    :).NA ]  
    结论： <6Y;VH^_  
    ys>n%24qP  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 }YBuS3{  
    z07&P;W!{  
    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。 0bc>yZ\R  
    >3B {sn}  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 n}e%c B  
    #1\`!7TO3  
    Q _!tn*  
    QQ：2987619807     JhwHsx/  
     
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