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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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    光币
    30001
    光券
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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 1S#bV} !  
     ^O"`.2O1  
    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。 Nh-* Gt?  
     Ob+c*@KiW  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 T^>cT"ux_  
     h {btT  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Rznr 9L  
    (U<wKk"  
    相关案例：100.01,101.01 i:To8kdO  
     >8- `  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 p]HtJt|]  
     ? ~8V;Qn  
    建模任务： ;kA2"c]m  
     Yr@@ty  
    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。 [rem,i+  
     C ^'}{K  
    <jjaqDSmz  
    优化目标： yR-.OF,c  
    6A<aelE*i  
    —TE模偏振光的透过率最大化 elQ44)TrQ  
     Ft7l/  
    —TM模偏振光的透过率最小化 s RB8 jY  
     Pc-HQU  
    优化函数： ?e*vvu33!  
     -i4gzak  
    —最小化TE的透过率 NaIVKo  
     A2 r RYzN;  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） [aW#7  
    _GS2&|7`  
     pw8'+FX  
       l1msXBC  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 uM$=v]e^ 4  
    x.aUuC,$x  
     Iq9+  
    .,4&/cd  
    优化的自由变量为： ZsE8eD  
    1Pbp=R/7ar  
    —缝宽：10—190mm pa7fTd  
     se-}d.PwL  
    —光栅深度：20—200nm am=56J$ig  
     4)?c[aC4P  
    优化算法： yTk9+>  
     _oWenF  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 (NP=5lLH  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 IkupW|}rc  
     }w$/x<Q[  
    光路流程图和偏振分析器： m1TPy-|1  
     5<61NnZ  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 @{j-B IRZ0  
     B $HQFdTli  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 8.@ yD^'  
    u%2u%-w  
    Parameter Run 的全局搜索： PUI.Un2C_  
     f,$FrI,  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 zMDR1/|D  
     i"r=b%;;  
    Parameter Run 设置 +_+_`q>]  
     n_5g:`Y  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； bf3)^ 49}  
     ?p`}6s Q}  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ~_K   
     WvR}c  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 9"/{gf3D  
     Drg'RR><  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 J9 /w_,,R$  
     D4@=+  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 $ \jly  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ]SK(cfA`  
    l.C {Ar  
    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。 1W5YS +pf  
     e7<~[>g)  
    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。 9~a_^m/  
     2PRGwK/  
    参数构成： tr):n@  
     kD2MqR>  
    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%； qD 2<-E&M/  
      
    qbB.Z#w  
    局部参数优化： }P^{\SDX  
    .2OP>:9F  
    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。 V$@@!q  
    0\u_ \%[  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 3<B{-z  
    AX[/S8|6  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 t,+p!"MRY  
    mh|M O(  
    cpf8f i  
    D7 A{*Tm  
    参数定义： V5R``T p  
    a ipvG  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 vrh}X[JEw'  
    M=@U]1n*c  
    缝宽10—190nm权重1e20 )p(XY34]  
    %xL3=4\  
    优化函数定义： )6Z)z;n]aW  
    0s= GM|y  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） eF!c< Kcr  
    Nqz-Mr`  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 1 BVivEG  
    rXvvJIbi  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 3K P6M=  
    t:$p8qR  
    %5jxq9:K  
    选择下山简法进行局部优化。 tHD mX  
    uflp4_D   
    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。 SbrBlP: G  
    ]'M Ly#9  
       znX2W0V  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ( 8k3z`  
    P#"vlNa  
    优化过的参数为： !)KX?i[Q  
    :E]A51  
    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% n+j'FfSz  
    W/xb[w9v  
    结论： i$"B  
    zd"o #(sv  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 tb^3-ZUb  
    \"5%w *vl  
    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。 / IAK'/  
    5(tOQ%AQ  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 &-s!ko4z  
    s0qA8`Yu  
    HmAA?J}  
    QQ：2987619807     KKl8tI\u~  
     
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