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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 2bmppDk  
     BKk*<WMD  
    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。 V#gXchH[L  
     ]@EjKgs  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Lfor 0-j  
     FB""^IC?W  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 `{%*DHa  
    x UYSD  
    相关案例：100.01,101.01 +;T%7j"wz  
     ^H'#*b0u  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 X'Oo ogu  
     YA jk'  
    建模任务： Wo&i)S<i0F  
     eF9LZ"-s  
    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。 lU?"\m  
     =S,^"D\Z:  
    9I9)5`d|Jn  
    优化目标： \hz)oC   
    lWR  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Q]\x O/  
     =~)n,5  
    —TM模偏振光的透过率最小化 u^uW<.#z  
     V}("8L  
    优化函数： +{s^"M2`  
     @U}UCG7+  
    —最小化TE的透过率 W\Gg!XsLk  
     x?k6ek  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） )S]c'}^  
    uzS57 O%  
     D^pAf/ek@i  
       8w\&QX  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 KP i@wl3  
    wz ,woF|  
     ~DSle 3  
    ji1A>jepF  
    优化的自由变量为： o,d:{tt  
    &CS=*)>$  
    —缝宽：10—190mm !U91  
     )_BteLo-  
    —光栅深度：20—200nm :r\<DVj  
     uaS?y1:c  
    优化算法： V; ChrmE  
     (Fu9lW}n  
    —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}Y:o}  
    —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。 9O|m# &wa]  
     n4ISHxM  
    光路流程图和偏振分析器： -+z^{*\; N  
     (* p |Kzu  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 n9#@ e}r  
     Q<M>+U;t  
    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。 J9o ]$.e  
    'RPe5 vB  
    Parameter Run 的全局搜索： ] `lTkh  
     2 nf{2edC  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 v"^G9u  
     s}5;)>3~@  
    Parameter Run 设置 uG/Zpi  
     Alrk3I3{  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； >OQ<wO6  
     VH8,!#Q;  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； f\ Qi()  
     z 6p.{M  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 rx%lL  
     FN G]  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Z/%>/  
     &n['#7 <(!  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 lLnD%*03  
    优化函数依据迭代次数进行显示： rUlXx5f  
    vzfWPjpKW  
    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。 `CRW2^g  
     SlmgFk!r!  
    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。 |TkO'QN  
     ;0 ,-ywK  
    参数构成： 9Y0w SOSW  
     qg|SBQ?6  
    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%； L9@nx7D  
      
    yAaMYF@  
    局部参数优化： Mu TlN  
    )!3sB{ H  
    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。 h/5.>[VwDh  
    e~xN[Q\0]  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； o H$4K8j  
    wD4Kil=v  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 yj-BLR5  
    y4+Km*am,W  
    :GK]"sNC  
    ih~ R?W  
    参数定义： ttgb"Wb%S  
    JT!-Q!O}O  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 NU O9,  
    yoQ}m/Cj  
    缝宽10—190nm权重1e20 ).5$c0`U&  
    R e-4y5f  
    优化函数定义： kyMWO*>|  
    z`XX[9$qm  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） U8 '}(  
    Y$ ZZ0m  
    ——偏振对比度大于50（全波段） :hC+r=!I  
    > <^ ,  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 uS;N&6;:  
    | <gYzb q  
    4"7/+6Z  
    选择下山简法进行局部优化。 #L ffmS  
    WTbq)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。 <<4U:  
    O!#r2Y"?K1  
       C8ek{o)%W  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 JYc;6p$<i  
    *d b,N'rK  
    优化过的参数为： G*^4+^Vz?  
    g[4pG`z  
    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% \xR1|M  
    k^K>*mcJ  
    结论： XcL jUz?  
    5o2w)<d!  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 j`7q7}  
    MfNsor  
    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。  >cw%ckE  
    ebfT%_N  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Ht pZ5  
    wwUa+6?  
    Q #IlUo  
    QQ：2987619807     #g=7fu{n:  
     
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