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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 0=;YnsY  
     ow.j+ <M  
    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。 Y=Hz;Ni  
     8i: [:Z  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 @!\K>G >9[  
     z+3 9ee  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 r7I B{}>-  
    %-j&e44  
    相关案例：100.01,101.01 nbxR"UH  
     n93zD*;5  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 "^%Z'ou  
     ]US[5)EL-  
    建模任务： 1V%'.l9  
     A1A3~9HuK  
    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。 s;{K!L@  
     zj%cQkZ  
    E*|tOj9`1n  
    优化目标： VJ{pN~_1  
    HFS+QwHW  
    —TE模偏振光的透过率最大化 onl>54M^  
     ~m`!;rE  
    —TM模偏振光的透过率最小化 {$fsS&aPg  
     A/ 0qk  
    优化函数： j|K.i/  
     *^h_z;{,  
    —最小化TE的透过率 HomN/wKh  
     ~O4|KY  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 9Nt3Z >d  
    CBHc A'L  
     s[c^"@HT  
       hz)9"B\S  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 d^84jf.U  
    aqr!oxn?t  
     zk=\lp2  
    yP\Up  
    优化的自由变量为： o^ h(#%O  
    X~RH^VYv  
    —缝宽：10—190mm ]k+m=OR{/  
     b3U6;]|x  
    —光栅深度：20—200nm *gu8-7'  
     'IQsve7cI  
    优化算法： HDS"F.l5  
     o&-L0]i|  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 R^P_{_I*"  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 ?~F. /  
     /EFq#+6  
    光路流程图和偏振分析器： ^7u#30,}3~  
     gfo}I2"  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 WC-_+9)2&  
     UR3$B%i  
    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。 LprM;Q_  
    )=H{5&e#u  
    Parameter Run 的全局搜索： ]\;xN~l  
     3"rkko?A  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Y}.Ystem  
     F?4Sz#  
    Parameter Run 设置 I/s.xk_i  
     $qm~c[x%  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； >XE`h 9  
     Hg(5S,O2  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Rd! 2\|  
     Tbh'_ F6  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 {ZqQ!!b  
     M|%c(K#E,3  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 *not.2+  
     N@1p]\  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 _413\`%8?  
    优化函数依据迭代次数进行显示： K]"Kf{bx  
    PqEAqP  
    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。 D4Sh9:\  
     E`xU m9F  
    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。 Y';>O`  
     zj20;5o>U&  
    参数构成： <t}?$1  
     UqtHxEI%R~  
    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%； f\}22}/  
      
    POGw`:)A  
    局部参数优化： #nEL~&  
    i6>R qP!69  
    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。 y8?t-Pp]1  
    -e*BqH2t  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Yx1 D)  
    Q]\j>>  
    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。 >L[lV_M_>  
    detLjlE  
    4<}A]BQVkJ  
    ~ hm`uP  
    参数定义： ?}sOG?{  
    CEqZ:c  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 treXOC9^B8  
    p>p'.#M  
    缝宽10—190nm权重1e20 -,GEv%6c  
    E5{n?e  
    优化函数定义： SDc" 4g`  
    3*WS"bt  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段）  :]c=pH  
    x/I;nM Y  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Yu3_=: <C  
    `d*b]2  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 YMu)  
    btQet.  
    j9xXKa5  
    选择下山简法进行局部优化。 Hsl{rN  
    !}q."%%J_%  
    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。 Cef7+fa  
    Yy@g9mi  
       DHzkRCM  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Wk[)+\WQ?  
    _,Q[2gQ5N  
    优化过的参数为： bp%S62Dj  
    t w!.%_1^  
    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% C*G/_`?9  
    :bv|Ah  
    结论： Nza; O[  
    FpdHnu i1  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 |nm2Uy/0  
    `a'` $'j  
    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。 N84qcc  
    `M rBav  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ~4^p}{  
    IJIQ" s  
    8IJ-]wHIb  
    QQ：2987619807     o<J5!  
     
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