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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 iXLH[uhO;  
     B9wQ;[gQB  
    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。 b$sT`+4q  
     hd W7Qck"  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 r72zWpF!Ss  
     ]sI\.a  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 bO* hmDt  
    0|kH0c,T-  
    相关案例：100.01,101.01 8Oa+,?<0x  
     Sq x'nXgO  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 KMx '(  
     -^JPY)\R  
    建模任务： LbuhKL}VN  
     q ,+29  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 MaLH2?je^n  
     QT=i>X  
    4|UtE<<b  
    优化目标： }:S}jo7  
    +LlAGg]Z  
    —TE模偏振光的透过率最大化 -b)3+#f  
     )<$<9!L4x  
    —TM模偏振光的透过率最小化 !AG oI7W}  
     8Vy/n^3)  
    优化函数： U#%+FLX@w  
     H`,t"I  
    —最小化TE的透过率 f?TS#jG4}  
     XePGOw))O  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） L) UCVm  
    n(.L=VuXn  
     %pLqX61t=  
       _p?s[r*  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 B%5"B} nG  
    o*3\xg  
     B>[myx  
    $wbIe"|  
    优化的自由变量为： !b$]D?=}  
    iu$Y0.H@  
    —缝宽：10—190mm Lj/  
     ZH`(n5  
    —光栅深度：20—200nm `/9I` <y  
     C=bQ2t=Z  
    优化算法： 4>/i,_&K K  
     LP/SblE  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 Sbeq%Iwm.  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 z /nW; ow  
     |E;+j\   
    光路流程图和偏振分析器： 30<_`  
     :(4q\~  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ""m/?TZq'  
     ,t!I%r  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 Oc-ia)v1G  
    KL*+gq0k  
    Parameter Run 的全局搜索： 79I"F'  
     mex@~VK  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 `6BQ6)7  
     |XMWi/p  
    Parameter Run 设置 7I*rtc&Kb  
     5H,(\Xd  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； v^;vH$B  
     pD }b$  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； g?K? Fn.}  
     m}]QP\  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 2`> (LH  
     c7R&/JV  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 jUDE)~h  
     qIB2eCXw  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 c[$i )\0  
    优化函数依据迭代次数进行显示： (j(9'DjP  
    @Fzw_qr M  
    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。 MP.ye|i4Q  
     @!|h!p;  
    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。 5kADvi.  
     G_5w5dbG  
    参数构成： d[*NDMO  
     L">m2/ HG  
    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%； zy.v[Y1!  
      
    ?j)#\s2  
    局部参数优化： K)}Vr8,V  
    0DN&HMI#  
    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。 ggpa !R  
    WI.+9$1:P  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； s@Loax6@B  
    a&dP@)  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 nFe  
    qk>M~,  
    3>=G-AH/$K  
    !3o/c w9  
    参数定义： P7REE_<1  
    &B++ "f  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 [?(qhp!  
    j 20m Z  
    缝宽10—190nm权重1e20 Zu>CR_C  
    7M_GGjP  
    优化函数定义： t}MT<Jj  
    uKB V`I  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） \`%#SmQF  
    !!m GsgnW  
    ——偏振对比度大于50（全波段） z6h/C {  
    1^[]#N-Bu  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 woN d7`C}7  
    6Q&i=!fQ  
    4{b/Nv:b  
    选择下山简法进行局部优化。 :5jor Vu  
    zm4e+v-  
    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。 QkLcs6)R  
    p%/lP{  
       y+ izC+  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 .Np!Qp1*  
    mXM U  
    优化过的参数为： >feeVk  
    P(3$XMx  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% r4iT 9 D  
    %6Y}0>gY  
    结论： Z'm( M[2K  
    f9'dZ}B  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 %;J$ h^  
    5 RYrAzQo  
    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。 Bu{%mm(  
    7]hRAhJ8I  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 tMo=q7ig  
    a`Q-5* \;z  
    6c}nP[6|  
    QQ：2987619807     '[bw7T  
     
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