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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 B1T5f1;uY  
     6n w&$I  
    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。 XdIah<F2  
     mc@M,2@D  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 [Z }B"  
     a>Re^GT+z  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 z& 'f/w8  
    ]if;A)'  
    相关案例：100.01,101.01 $iJnxqn  
     $AwZ2HY  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 z%2w(&1  
     af>3V(7  
    建模任务： QPg2Y<2  
     el@XK}<dr  
    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。 :0Te4UE;P7  
     O3_B<Em  
    &:vsc Ol  
    优化目标： 5RhF+p4  
    1mUTtYU  
    —TE模偏振光的透过率最大化 g,?\~8-c  
     XJFnih  
    —TM模偏振光的透过率最小化 zA{8C];~  
     |zMqJ.qu  
    优化函数： [@.B4p  
     ^CQ1I0  
    —最小化TE的透过率 NWISS  
     m`9^.>]P  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） |3@=CE7G  
    ec'tFL#u{  
     m3?e]nL4W  
       XtW_  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 _7 `E[&v  
    @&:VKpu\  
     zz3 r<?#5  
    TzY!D *%z  
    优化的自由变量为： u9}!Gq  
    + U5U.f%  
    —缝宽：10—190mm 3/tJDb5  
     twv lQ|  
    —光栅深度：20—200nm {,v: GMsm  
     22I Yrk  
    优化算法： $h]NXC6J  
     !rHx}n{rw  
    —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。 I =b'j5c  
    —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。 bA+[{  
     $B ?? Ip?P  
    光路流程图和偏振分析器： ?H0m<jO8~  
     | XLFV  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 T{;=#rG<  
     5 ZUy:  
    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。 [Pqn 3I[  
    x~(y "^ph  
    Parameter Run 的全局搜索： =BW9/fG  
     C,='3^Nc  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 M\jB)@)  
     $P_x v  
    Parameter Run 设置 o_3*;}k8  
     Q %y,;N"ro  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； uf?b%:A  
     NCxn^$/+>9  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； S ]b xQa+  
     VK$zq5D  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 $$~a=q,P[  
      I9Om#m  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 u m{e&5jk  
     'W+i[Ep5Q  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 lG < yJ~{  
    优化函数依据迭代次数进行显示： }_vM&.GFlL  
    ?GfxBZWJ  
    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。 #O><A&FrF`  
     mR!rn^<l  
    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。 |87W*  
     7>KQRLw  
    参数构成： `M6YblnJZ  
     PgTDjEo  
    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%； n8Q* _?Z/  
      
    AW62~*  
    局部参数优化： :Ip~)n9t  
    T&!ZD2I  
    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。 0hb/`[Q  
    *H?t;,\  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ]p}#NPe5  
    b<8q 92F  
    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+p 5/5  
    Qv\bLR  
    m.Twgin  
    bbO+%-(X  
    参数定义： uGM>C"  
    `{%-*f^  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 3 ^pYC K%  
    (A2U~j?Ry}  
    缝宽10—190nm权重1e20 6G$/NW=L  
    vD_u[j]  
    优化函数定义： M;V&KG Z  
    QW,cn7  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） G}s;JJax  
    [:Xn6)qz  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Pb3EnNqYbM  
    nQ!N}5[z'  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 W.z$a.<(rF  
    )4Bwt`VX  
    *-{Omqw  
    选择下山简法进行局部优化。 3V"dG1?  
    f8R+7Ykx  
    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。 eS* *L 3  
    nhp)yW  
        Ls lM$  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。  .fbYB,0w  
    ]}_p3W "Y9  
    优化过的参数为： &^AzIfX}Gw  
    8 H,_vf  
    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% j1W bD7*8  
    gYRqqV  
    结论： =z+-l5Gu"  
    i'U,S`L6>  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 |}:e+?{o  
    tsB.oDMP  
    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。 %f_FGh  
    t;h+Cf4  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ]aREQ?ma&z  
    zwKg  
    #W_i{bdO  
    QQ：2987619807     XSD"/_xD  
     
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