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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 正序阅读 楼主  发表于: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 8B6(SQp%  
     CA|W4f}  
    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。 0@' -g^PS  
     uAYDX<Ja9  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 &Kc45  
     ^,'KmZm=  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 (Ms #)E  
    cPL6(&7  
    相关案例：100.01,101.01 IwXQbJ3v_  
     !x-9A  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 1(aib^!B  
     KdlUa^}D  
    建模任务： ]*DIn1C^  
     Ka{QjW!%d<  
    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。 hNcEBSQ  
     7'.6/U  
    ayf;'1  
    优化目标： <ihJp^kgQ  
    OJ\j6owA  
    —TE模偏振光的透过率最大化 j}%C;;MPH  
     @!\lt$  
    —TM模偏振光的透过率最小化 jA3Ir;a  
     rt! lc-g%/  
    优化函数： Xs4G#QsA J  
     ltl(S Ii  
    —最小化TE的透过率 <ot%>\C  
     `Z#]lS?  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） bu\D*-  
    @rW%*?$7  
     =H^^AG\}  
       K@=_&A!  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 TSd;L u%hr  
    ZnB|vfL?  
     (XA]k%45  
    @|o^]-,  
    优化的自由变量为： KA {Y*m^7  
    ]?2&d[  
    —缝宽：10—190mm }qdGS<{  
     aSNTm8SYX  
    —光栅深度：20—200nm Kd,7x'h`E  
     Si%K|$?@  
    优化算法： @Nt$B'+S&  
     0~N2MoOl^  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 yn5yQ;  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 fNaS?tV)  
      ^'c[HVJ  
    光路流程图和偏振分析器： i;B)@op.#  
     (f|3(u'e?  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 My!<_Hp-W  
     _[.3I1kG  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 u=h/l!lR  
    YTpO4bX  
    Parameter Run 的全局搜索： `!\`yI$!%w  
     .DSmy\FI5  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 thjCfP   
     ?F9:rUyN  
    Parameter Run 设置 xW\iME  
     jn9KQe\3  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； )xuvY3BPB?  
     fWywegh  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； WL<$(y:H  
     Wo@0yF@  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 W])<0R52  
     ;|f|d?Q\  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ch}t++`l]  
     V3NQij(  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 d tw4cG  
    优化函数依据迭代次数进行显示： `r:n[N=Y&  
    7Rf${Wv0  
    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。 "+iPeRF!hU  
     1o. O]>  
    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。 A&OU;j]  
     >i%{5d  
    参数构成： mX9amS&B$  
     .mzy?!w0q  
    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%； 'a`cK;X9F  
      
    v&p|9C@  
    局部参数优化： ~.?,*q7  
    A~_*vcz  
    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。 r%*,pN7O  
    7cTDbc!E-  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 7{%_6b"  
    #"J8]3\F  
    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。 #)&kF+  
    {k4)f ad\  
    ^Oy97Y  
    WZ\bm$  
    参数定义： o gec6u}  
    zPzy 0lx  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 7>#?-, B  
    ~:`5Y"Av:  
    缝宽10—190nm权重1e20 dux.Z9X?  
    vS#Y,H:yAj  
    优化函数定义： z'=8U@P'#  
    77KB-l2  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） UoAHy%Y<%  
    7Gwn,&)  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 05o)Q &`  
    uDhe )  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 BlwAD  
    %.k~L  
    .|\}] O`  
    选择下山简法进行局部优化。 6pJFrWe{  
    3jSt&+  
    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。 (*~'#k  
    /b&ka&|t  
       onqifQ  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 QZwUv<*  
    k4N_Pa$}\  
    优化过的参数为： h^QLvOuR  
    .rPg  
    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% nXU`^<nA  
    p!oO}gE  
    结论： CvOji 1  
    ! 3 ;;6  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 9%#u,I  
    XE#a#  
    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。 :9H`O!VF  
    I K9plsd*  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 vRhI:E)So#  
    R|m!*B~  
    wC>}9OM  
    QQ：2987619807     (X?HuWTm  
     
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