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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 ?2Z`xL9QT  
     Q>Z~={"  
    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。 zb!1o0, J  
     _0'X!1"  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 };9s8VZE  
     ln=fq:  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 `Ng Q>KV!  
    :}Yk0*  
    相关案例：100.01,101.01 5  >0\=  
     z+6PVQ  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Y)5O %@Rl  
     NiW9/(;xB  
    建模任务： GU2TQx{V  
     tJ>>cFx  
    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。 ,-E'059  
     \X %FM"r  
    :dULsl$Nz  
    优化目标： NFEr ,n  
    jmaw-Rx  
    —TE模偏振光的透过率最大化 i({\fb|0  
     @!! u>1  
    —TM模偏振光的透过率最小化 m+s*Io{Ip  
     O(8CrKYY  
    优化函数： Um4zI>  
     * BR#^Wt  
    —最小化TE的透过率 o)@nnqa  
     -#T%*  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Y]0c%Fd  
    F9K0  
     Il&7n_ H  
       v :/!OvLe  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 M`'DD-Q  
    |a#ikY _nd  
     >(igVaZ>  
    [[AO6.Z  
    优化的自由变量为： ]zJO)(d$>  
    j0{`7n  
    —缝宽：10—190mm a"U3h[;$y  
     bs ~P  
    —光栅深度：20—200nm h>GbJ/^  
     B?8*-0a'[  
    优化算法： IMqe(  
     /}U)|6- B  
    —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。 k"DZ"JC  
    —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。 6&SNFOX{@  
     N}B&(dJ  
    光路流程图和偏振分析器： QH(&Cu,  
     Ii[U%  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 `&q+ f+z  
     {*O+vtir%  
    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。 mm: TR?^  
    k $^/$N  
    Parameter Run 的全局搜索： Z!|r>  
     ZOV,yuD{8{  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 N)Q_z9b=  
     jH<Sf: Y(  
    Parameter Run 设置 i:jXh9+  
     +yfUB8Xw  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； G2I%^.s  
     ^z)De+,!4  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ` wEX;  
     |wuTw|  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ma*#*4  
     h]&  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 (!{*@?S  
     i&6U5Va,G  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 TM#L.xPMf  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Jaw1bUP!oK  
    ^ei[1 #  
    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。 ?o+%ckH  
     vf.MSk?~ar  
    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。 kK4 a;j.#  
     V||b%Cb1g  
    参数构成： 8/)\nV$0Y  
     Y2l;NSWU  
    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%； 0g: q%P0  
      
    nn:'<6"oV  
    局部参数优化： ya~;Of5  
    iKPgiL~  
    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。 KQ]sUNH  
    |A*4Fuc&  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； bskoi;)u  
    nrev!h  
    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。 u=qK_$d4  
    vJ&D>Vh4e  
    3h.,7,T  
    d6tv4Cf  
    参数定义： u5Z yOZ;  
    l([aKm#  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Jb*QlsGd  
    6ZHeAb]"  
    缝宽10—190nm权重1e20 "A Bt  
    ER9{D$  
    优化函数定义： r?[[.zm"7  
    F68e I%Y  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Rf`_q7fm  
    jcj8w  
    ——偏振对比度大于50（全波段） J7",fb  
    1HNP@9ga  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 <v -YMk@  
    M.y!J  
    "TaLvworb4  
    选择下山简法进行局部优化。 l+2NA4s  
    Z|*#)<| ~  
    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。 ]3,9 ."^  
    )s:kQ~+  
       T8g\_m  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 .+XK>jl +  
    /hqn>t  
    优化过的参数为： =C,DR4xh  
    ,h1\PT9ULY  
    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% +jF |8  
    S[$9_Jf  
    结论： cA 4?[F  
    r3' DXP  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 lbt8S.fx  
    dDl+  
    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。 h9m|f|cH  
    5>%^"f  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 M/.M~/ ~  
    tik*[1it  
    Peph..8Z  
    QQ：2987619807     T5}3Y3G,6  
     
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