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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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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 c.jnPVf:  
    >+1^XeeS  
    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。 >o'D/'>ku  
    ?86h:9  
    关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 F"B!r-J  
    mb\vHu*53  
    所需工具箱:高级光栅工具箱 `Gsh<.w!7  
    !.3 MtXr  
    相关案例:100.01,101.01 iAup',AZg  
    sM~CP zMa  
    相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 b/ZX}<s(1=  
    Xb6@;G"  
    建模任务: MZL~IX  
    UPJgTN*  
    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。 E7*1QR{Q  
    5O)Z}  
    {L<t6A  
    优化目标: qJISB7F[%O  
    x-%nnC6e  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ?8vjHEE  
    QKHmOVh]  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Or6'5e?N  
    5Vut4px  
    优化函数 /vU9eh"%  
    /dWuHS  
    —最小化TE的透过率 ijoR(R^r  
    @6t3Us~/  
    —最小化偏振度(要求>50:1) G.<9K9K  
    S:^Q(w7  
    gvwR16N  
       Xwx;m/  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 3c-ve$8u~  
    6EPC$*Xp!  
    q:?g?v  
    ~r>WnI:vg  
    优化的自由变量为: )FU4iN)ei  
    #2cH.`ty  
    —缝宽:10—190mm hXM C!~Th  
    ,pAMQ5  
    —光栅深度:20—200nm z{ymVd0#  
    Tri.>@-u  
    优化算法: >6<g5ps.n  
    MfYe @ ;m  
    —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。 ^//N-?Fx  
    —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。 mZq*o<kTA  
    }n:-nB4  
    光路流程图和偏振分析器: kdW i!Hp  
    RNi&OG(  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 o'H$g%  
    Nwu#,f=X  
    对于给定的波长范围,偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 c4; `3  
    kxf'_Nzy  
    Parameter Run 的全局搜索: ,,{Uz)>'W6  
    ZS}2(t   
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 f$H"|Mb e  
    $s) ^zm~  
    Parameter Run 设置 >,~JQ%1  
    y XS/3_A{  
    缝宽:10—19nm 步长10nm; Hq%`DWus\  
    D/{-  
    规划深度:20——200nm 步长10nm; q.g!WLiI  
    MJ7!f+!5  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 @l@lE0  
    mBnC]$<R  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 \(;5YCCE  
    IAtc^'l#  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 2&=;$2?}  
    优化函数依据迭代次数进行显示: #s]]\  
    {&2$1p/9'  
    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。 HD`Gi0  
    6*]Kow?  
    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。 ]Mtb~^joG  
    |5Z@7  
    参数构成: i5)trSM|  
    Tl25t^Y  
    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%; D6v0n6w  
      
    @NV$!FB<  
    局部参数优化: Fmsg*s7w  
    sG^b_3o)A  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 8LkC/  
    `@`Q"J  
    起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; H]}- U8}sp  
    N5~g:([k  
    参数和优化函数被严格定义,以便在TE透过率,偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 L5e aQu  
    wRLkO/Fw  
    KsHovv-A  
    .Sb|+[{  
    参数定义: hDz_BvE  
    ;2bG-v'4vO  
    规划深度为20-200nm,权重1e20 3`="4  
    W_M]fjL.  
    缝宽10—190nm权重1e20 JRl8S   
    ZtB0:'o;  
    优化函数定义: N8m^h:b  
    hBN!!a|l  
    ——TE效率最小值被最大化(全波段) ?(ks=rRK  
    {uw'7 d/  
    ——偏振对比度大于50(全波段) WL$WWA08_  
    &_!BMzp4  
    ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 Ue-HO  
    BHU(Hd  
    `ORDN|s6  
    选择下山简法进行局部优化。 '!En,*'IS  
    %s<7|,  
    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。 rLP4l~V   
    s31^9a  
       !y*V;J  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ,j2qY'wi  
    >"ZTyrK  
    优化过的参数为: Gb~q:&IUr  
    3)GXu>) t  
    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% VX;u54hS  
    (U-p&q>z  
    结论: PqvwM2}4  
    |5g*pXu{  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 J-u,6c  
    ^hbh|Du  
    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。 )P|Ql-rE4  
    i*2z7MY  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 BNzL+"W  
    q2,@>#  
    ;z%& 3u/  
    QQ:2987619807
    0.+iVOz+Y  
     
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