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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 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 7324#HwS  
     3.rl^Cq1  
    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。 g3Ul'QJ  
     %2^V.`0T  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 6H0aHCM  
     -WGlOpg0;  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 M" $g*j  
    iaQFVROu  
    相关案例：100.01,101.01 2/x~w~3U  
     Wxi;Tq9C@_  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ] ^J  
     (.b!kfC  
    建模任务： 0QEcJ]Qb8  
     yP34h*0B  
    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。 :\%hv>}|  
     $-(lp0\*  
    <t"fL RX  
    优化目标： 7(H?3)%0  
    X3y28 %R   
    —TE模偏振光的透过率最大化 ler$HA%F]  
     AR g]GV/L  
    —TM模偏振光的透过率最小化 I,r0K]  
     `*i:z'  
    优化函数： !.O;SG  
     }$ a *XY1  
    —最小化TE的透过率 x@|10GC#:  
     8/~@3-9EK  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） T ^/\Rr  
    Wq<H sJd/  
     +hs:W'`%  
       Ia:M+20n  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 V Y@`)  
    D"{%[;J  
     s1X?]A  
    vpdT2/F  
    优化的自由变量为： Tq8U5#NF  
    !VHw*fL|r  
    —缝宽：10—190mm :1~4X  
     qporH]J-E  
    —光栅深度：20—200nm $4]4G=o  
     _OK!/T*FBt  
    优化算法：  7uzc1}r  
     tNAmA  
    —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。 `J;g~#/k  
    —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。 q%XjJ -s:  
     W^eQ}A+Z  
    光路流程图和偏振分析器： $`L |  
     cxIAI=JK  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 p;mV?B?oAQ  
     qI[AsM+  
    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。 .8wF> 8  
    XFi9qL^  
    Parameter Run 的全局搜索： 2TQ<XHA\  
     .la_u8A]  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 )t,efg  
     <JW %h :\t  
    Parameter Run 设置 G(1_P1  
     C`8.8  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； $7p0<<Nck  
     6s$h _$[X  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； `a@YbuLd  
     ^>z+e"PQA  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 m4R:KjN*  
     l4^MYwFR{O  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 _t6 .9CXl  
     &B$%|~Y5  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ~hT(uxU/  
    优化函数依据迭代次数进行显示： BD mF+  
    =b Q\BY#  
    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。 v\5`n@}4  
     Kw`}hSE>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。 z/pxZ B ~"  
     ^fbzlu?G4-  
    参数构成： Xzqx8Kd  
     fhro"5/4  
    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%； 9Wdx"g52_D  
      
    gc W'  
    局部参数优化： [`1@`5SL-  
    mD,fxm{G  
    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。 xBE}/F$ 45  
    cfHtUv  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； +y 48.5  
    QPB ^%8  
    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。 0 l+Jq  
    6N/6WrQEeg  
    AzSmfEaU0  
    ?p>m ;Aq  
    参数定义： 5W09>C>OC  
    es\Fn#?O  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 zTw<9Nf  
    xqv&^,ic  
    缝宽10—190nm权重1e20 %D`j3cEp@  
    &HqBlRo  
    优化函数定义：  \ns} M3  
    +O7GgySx  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） $]J<^{v  
    i`!>zl+D  
    ——偏振对比度大于50（全波段） $IJ"fs  
    )vGxF}I3  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 lXutZ<S[  
    ~b6c:db3  
    eo&G@zwN   
    选择下山简法进行局部优化。 +*wo iSD  
    q( %)^C  
    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。 4UMOC_  
    ?',GRaD  
       Y,-! QFS#  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Xj<xen(  
    <ti,Wn.  
    优化过的参数为：  4Gj  
    a._>?rVy  
    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% NH+N+4dEO  
    *b"aJ<+  
    结论： JHJ]BMm  
    q<cxmo0S  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 tV2o9!N4  
    oKPG0iM:  
    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。 Pje 1,B q  
    sRC?l_n;  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 =0>[-:Z  
    ]<u%jTQREd  
    _D8:p>=  
    QQ：2987619807     hcR^?  
     
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