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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 f Qw|SW  
     |+=ctpx9&  
    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。 ePxf.U  
     $:?=A5ttuo  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 zeH=py[n  
     2XeNE[  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Y1BxRd?D  
    (e3?--~b6  
    相关案例：100.01,101.01 5=!aq\ 5  
     s ZokiFJ  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 X4"[,:Tw  
     x/ P\qI  
    建模任务： C+gu'hD  
     prxmDI   
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 QFhQfn  
     8)J,jh9q  
    eT8h:+k  
    优化目标： |mz0 ]  
    aQ)g7C  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ZaFqGcS~  
     WW~QK2o-@  
    —TM模偏振光的透过率最小化 PU\@^)$  
     HGW;]8xl  
    优化函数： mPi{:  
     v2mqM5Z  
    —最小化TE的透过率 ";59,\6  
     jLBwPI_g  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） opCQ=G1  
    !i=k=l=  
     ||4++84{  
       2K2jko9'a  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 79U 7<]-!  
    McU]U 9:z  
     |CjdmQ u  
    w"j[c#vM  
    优化的自由变量为： H, O_l%  
    Rs 0Gqx  
    —缝宽：10—190mm 1)M%]I4  
     \JZ'^P$Q  
    —光栅深度：20—200nm DVRbTz3V  
     )W![TIp  
    优化算法： Pe7% 9  
     ?s: 2~Qlu  
    —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。 s ,GGO3^  
    —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。 79MB_Is]s  
     ((Wq  
    光路流程图和偏振分析器： fehM{)x2:  
     p"J\+R  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 %5 ?0+~  
     zMN4cBL9m  
    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。 C8 2lT_7"  
    wmgKh)`@_{  
    Parameter Run 的全局搜索： <}Rr C#uiA  
     cX@72  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ZD]5"oHY  
     1)=sbFtS  
    Parameter Run 设置 KRP)y{~o  
     uY=}w"Db  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 9Vv&\m!0  
     p\7(IhW@  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； dD"o~iEC  
     Y<-dd"\  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 1:lhZFZ  
     qnR{'d  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 _&6&sp<n  
      fj])  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 rgg3{bU/  
    优化函数依据迭代次数进行显示： lO0 PZnW9  
    c1p*}T  
    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。 |7l*  
     kVe_2oQ_>  
    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。 c>RS~/Y  
     R%N&Y~zH  
    参数构成： O WVa&8O  
     bPtbU :G  
    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%； U GJ# "9  
      
    .pQ4#AJ  
    局部参数优化： @[4Tdf  
    -kd_gbnr3  
    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。 `$D2w|  
    p V^hZ.  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； S_B;m1  
    CvtG  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 Yj^n4G(h  
    M&iA^Wrs  
    ,kKMUshBi  
    wA<#E6^vG  
    参数定义： lvz&7Zb  
    v1Lu.JQC$  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Iz\IQa  
    ?5!>k^q  
    缝宽10—190nm权重1e20 |PED8K:rU  
    %Ot^G%34  
    优化函数定义： ~Xg@,?Zr  
    S:GX!6>  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） +;Jb)8  
    3g]Sp/  
    ——偏振对比度大于50（全波段） |:i``gFj  
    s:y=X$&M  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 K?q1I<94  
    .^S#h (A  
    b;O|-2AR  
    选择下山简法进行局部优化。 cM;& $IjCt  
    "[(I*  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 t F<|Eja *  
    L;0ZB=3n  
       Z\d7dbv  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 8ctUK|  
    DM%4 V|F"  
    优化过的参数为： nkp!kqJ09  
    L+PrV y  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% <5Jp2x#  
    7)NQK9~  
    结论： P2h}3%cJq  
    ~)#JwY  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 &z r..i4O  
    mT8($KQ  
    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。 YN ~ 7nOw  
    j|&?BBa9  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 W,i SN}  
    ?+S&`%?  
    1Ig@gdmz  
    QQ：2987619807     [}|-% 4s  
     
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