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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 YQ? "~[mL  
     r? 9D/|`  
    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。 uwI$t[  
     \B/!}Tn;  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 0G; b+  
     S?Y%}  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 r0^*|+   
    ~ eNKu  
    相关案例：100.01,101.01 d.e_\]o<@  
     eewlK]  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 %*bGW'Cw  
     ]v2%hX  
    建模任务： cnw?3/J  
     G/ sRi wL  
    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。 My6a.Kl  
     E+Eug{+  
    zrDcO~w  
    优化目标： q"LE6?hs  
    2I[(UMI$7  
    —TE模偏振光的透过率最大化 w;b;rHAZ\  
     Wf!u?nH.5  
    —TM模偏振光的透过率最小化 J;DTh ]z?:  
     }1kZF{KD<[  
    优化函数： TI5<' U)  
     F[q)ME+`)  
    —最小化TE的透过率 V$Zl]f$S  
     qtR/K=^i  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） MSqW {  
    E !EENg  
     d DrzO*a\  
       61SbBJ6[  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Hb&C;lk  
    :pJK Z2B,  
     @@W-]SR  
    Zjkg"  
    优化的自由变量为： vu@@!cT6e  
    9Zj9e  
    —缝宽：10—190mm > I>=/i^  
     %n{ue9  
    —光栅深度：20—200nm j&-<e7O=  
     @ JfQ}`  
    优化算法： /{R>o0oW  
     GIM'H;XG  
    —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。 Ud:;kI%Vj  
    —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。 wbQs>pc  
     G2 0   
    光路流程图和偏振分析器：  (z.4er}o  
     jdf3XTw  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 GHR r+  
     ^Lc, w  
    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。 ubs>(\`q"  
    ;9;jUQ]MyG  
    Parameter Run 的全局搜索： .b|!FWHNS  
     .+A2\F.^  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 YZy%]i=1  
     AA XQ+!  
    Parameter Run 设置 =3;~7bYO  
     kXN8hU}iq  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； OrY^?E  
     &HBC9Bx/(  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； dZkj|Ua~  
     duV\Kt/g^  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 |hD)=sCj  
     X:JU#sI  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 cT|aQM@iW  
     ne|N!!Dmk  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 2l}H=DZV  
    优化函数依据迭代次数进行显示： h4E[\<?  
    %7A?gY81  
    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。 :Aa5,{v _  
     O`f[9^fN  
    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。 3S"kw  
     U>hpYqf_  
    参数构成： LMRq.wxbbB  
     UM}MK  
    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%； IFbN ]N0  
      
    ],F@.pg  
    局部参数优化： |xFSGrC  
    YP`/dX"4  
    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。 ,uL}O]L  
    bScW<DZJ-  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Ay|K>8z   
    cD'|zH]  
    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。 `zOn(6B;U  
    Z#zXary5s  
    (9KiIRN   
    WesEZ\V  
    参数定义： G O[u  
    \hD jZ  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 @ r/f  
    ~=t K17i  
    缝宽10—190nm权重1e20 )E c /5=A  
    M)G|K a  
    优化函数定义： O4oI&i 7  
    e=Q{CsP  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） u}|+p+  
    Z$y~:bz  
    ——偏振对比度大于50（全波段） }8dS[-.  
    'RpX&g  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 \<%?=C'w~  
    +jyWqld.K1  
    -] `OaL!  
    选择下山简法进行局部优化。 T7Qw1k  
    ?sc lOOh  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 <|;)iT1VeT  
    I` q"  
       wZb7 7  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 .9!?vz]1  
    h 6juX'V  
    优化过的参数为： )KKmV6>b  
    ok/{ w  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% Ja{[T  
    .-}F~FES  
    结论： F!cRx%R  
    Jj7he(!_1  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 6Gh3r  
    '7UIzk|  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 .$-GGvN]  
    Lz=GA?lk[\  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 G$E+qk nJL  
    1Wb_>`;  
    9Bi{X_.9  
    QQ：2987619807     $kxP{0u  
     
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