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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 +YKi,  
     }"P|`"WW  
    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。 &4x}ppX  
     }Gm>`cw-  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 eFTpnG  
     5o'FS{6U  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 :tB1D@Cb6  
    w3obIJm  
    相关案例：100.01,101.01 qJa H ,  
     kY|utoAP  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 mt+Oi70  
     RSyUaA  
    建模任务： %G/ hD  
     K6/Q}W   
    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。 )D5"ap]fX  
     u=?.}Pj  
    5z8d} I  
    优化目标： Fg5kX  
    .B]MpmpK  
    —TE模偏振光的透过率最大化 (ybI\UI  
     7cT~oV !G_  
    —TM模偏振光的透过率最小化 *K6g\f]b#  
     ]7F=u!/`<C  
    优化函数： 2~1SQ.Q<RY  
     9`A;U|~E@  
    —最小化TE的透过率 $%CF8\0  
     $m%f wB  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ,c$_t+  
    fF$<7O)+]  
     0w \zLU  
       ~Ei$nV  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 g1/[eoZzk  
    `iAF3:  
     6xe*E[#k\  
    u~M q*  
    优化的自由变量为： Ustv{:7v  
    ,.83m%i  
    —缝宽：10—190mm iwZPpl ";  
     &Fzb6/  
    —光栅深度：20—200nm @uqd.Q  
     ? Wr+Q  
    优化算法： ( iBl   
     1MP~dRZ$  
    —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。 1#V_Z^OL  
    —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。 DnMwUykF>0  
     W#4 7h7M  
    光路流程图和偏振分析器： H1pO!>M  
     \Xt7`I<  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 \}u Y'F  
     LEbB(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。 N ,'GN[s  
    g|DF[  
    Parameter Run 的全局搜索： ENl)Ts`y  
     ]_mb7X>  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ';w#w<yaI  
     ;v)JnbsH}  
    Parameter Run 设置 (Y.k8";)`  
     (^8Y|:Tz  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； :j9l"5"  
     n71r_S*  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Xk~D$~4<  
      4C6YO  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 w=0(<s2  
     ~9a<0Mc?  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 75cW_t,g  
     :}L[sl\R  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 \+oQd=K@  
    优化函数依据迭代次数进行显示： EA@ .,7F  
    ?Ny9'g>?  
    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。 GfxZ'VIn  
     9|^2",V  
    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。 ~WeM TXF>y  
     Z, zWuE3  
    参数构成： :[p}  
     )Ys x}vSZ  
    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%； qTRsZz@  
      
    9tU]`f  
    局部参数优化： d\&U*=  
    n$MO4s8)  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 O%WIf__Q  
    gD-d29pQ  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 4M=]wR;  
    Fd%#78UEo}  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 j"t(0 m  
    n*R])=F@c  
    a5dLQx b  
    *<$*"p  
    参数定义： 8l>?Pv  
    h"[AOfTE$  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 zq 3\}9  
    )nC]5MXU  
    缝宽10—190nm权重1e20 A9KET$i@v  
     R~TTL  
    优化函数定义： yJ[0WY8<kC  
    A]_7}<<N  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 2 ~dE<}  
    8 `v-<J  
    ——偏振对比度大于50（全波段） h/QXPdV  
    $g^@AdE%  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 on!,c>nNa  
    w1F cB$  
    =Pyj%4Rs  
    选择下山简法进行局部优化。 $f$SNx)),  
    Yj<a" Gr4[  
    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。 :tc@2/>!O  
    6gU96Z  
       XnH05LQ  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 \ ,'m</o~,  
    /`Ug9,*  
    优化过的参数为： %HhBt5w  
    sbfuzpg]*  
    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% vRYQ{:  
    k`cfG\;r  
    结论： xS5vbJ  
    9sM!`Lz{  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 +X\FBvP&  
    N_LM/of|D  
    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。 4V"E8rUL(  
    O"+ gQXe  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 bS{bkE>  
    XMCXQs&  
    w$>u b@=  
    QQ：2987619807     PioZIb/{  
     
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