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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 ]d$8f  
     0"<H;7K#W  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 Q /U2^  
     .*OdqLz  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 5_GYrR2  
     =^M/{51j  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 DhKS pA  
    /:m-> T  
    相关案例：100.01,101.01 , qMzWa  
     igCZ|Ru\  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ?WGA?J %2  
     n(1l}TJy  
    建模任务： 3dg1DR;  
     3c-GY:VkLM  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 &* M!lxDN  
     8{^kQ/]'|  
    u-QB.iQ+s  
    优化目标： ,0 M_ Bk"  
    '$i: 2mn,  
    —TE模偏振光的透过率最大化 BtkOnbz8X  
     Ua:}Vn&!  
    —TM模偏振光的透过率最小化 KLST\ Ln:  
     r8`ffH  
    优化函数： g];!&R-  
     Kn5~d(:  
    —最小化TE的透过率 ;AG8C#_  
     ~[t[y~Hup  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） n1Yp1"2b[  
    %z=le7  
     P_F30 x(  
       is?{MJZ_  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ?g_3 [Fk  
    D}-/c"':}  
     .73X3`P25  
    G<L;4nA)  
    优化的自由变量为： {5Q!Y&N.%  
    S,88*F(<^q  
    —缝宽：10—190mm g@d*\ P)  
     Tf>bX_L?  
    —光栅深度：20—200nm u+9hL4  
     )HEa<P^kJl  
    优化算法： .yoH/2h  
     Akq2 d;  
    —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。 )*u8/U  
    —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。 1.}d.t  
     { a =#B)6  
    光路流程图和偏振分析器： mVj9, q0  
     9Gvd&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。 a1T'x~ '  
     sU=H&D99  
    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。 Na<pwC  
    CXH&U@57{  
    Parameter Run 的全局搜索： ))qy;Q,  
     esJ~;~[@(r  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 l|u>Tb|V  
     })'B<vq  
    Parameter Run 设置 b!+hH Hv:  
     Z3Og=XHR  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 0- B5`=yU  
     d9k0F OR1  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ><4<yj1  
     lqy Qf$t  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 N"Z{5A  
     ,<.V7(|t)  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 @="Pn5<]C  
     ez7A4>/  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 |NlO7aQ>2H  
    优化函数依据迭代次数进行显示： :@yEQ#nFp  
    ${DUCud,kY  
    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。 (|2t#'m  
     kj Jn2c:y  
    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。 QL(n} {.%  
     pd?M f=>#  
    参数构成： gM&{=WDG6  
     Usvl}{L[  
    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%； :'Vf g[Uq  
      
    [z:!j$K  
    局部参数优化： <|HV. O/!  
    7P } W *  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 'B |JAi?  
    [+^1.N  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； IW5,7.  
    GblA9F7  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 *tA1az-jO  
    =F|{# F  
    Zpt\p7WQ  
    +w`2kv  
    参数定义： . '6gZKXY  
    10Q ]67  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ZtNN<7  
    &$+AXzn  
    缝宽10—190nm权重1e20 }{Pp]*I<A  
    soxc0OlN  
    优化函数定义： G/E+L-N#`  
    }J}-//[A  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） +|3@=.V  
     m!!/Za  
    ——偏振对比度大于50（全波段） MpT8" /.]A  
    rI{; IDV  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 hPkp;a #  
    8S TvCH"Z_  
    lf|FWqqV  
    选择下山简法进行局部优化。 E_rI?t^  
    [jQp~&nY  
    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。 |"}FXa O  
    (MM]N=Tw4  
       [(i  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ]h`&&Bqt  
    6q\bB  
    优化过的参数为： dFxIF;C>/  
    l:~/<`o  
    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=$TGqQY?  
    c^xIm'eob  
    结论： LVM%"sd?  
    Y(y kng  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 >b}o~F^J  
    mthA4sz  
    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。 g{)dP!}  
    ?FZ HrA  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。  tU5zF.%  
    QW~E&B%  
    KAJi  
    QQ：2987619807     1ba~SHi  
     
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