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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 Cz8=G;\  
     PG+ICg  
    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。 szGp<xv_p  
     @'jC>BS8`  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 m<hR Lo  
     t@.M;b8  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 [$ vAjP  
    q>?uB4>^  
    相关案例：100.01,101.01 S3A OT  
     7J.alV4`/  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 CZuV{Oh}?  
     Ws{2+G~  
    建模任务： d>VerZZU  
     *C}vy`X  
    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。 R6ca;  
     cEhwv0f!qS  
    H3nx8R$j](  
    优化目标： 3mIVNT@S9  
    BRhAL1  
    —TE模偏振光的透过率最大化 cL?FloPc*  
     7 &DhEI ^  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Rbm"Qz  
     ~kj1L@gy   
    优化函数： Z4b<$t[u  
     Dh*Uv,  
    —最小化TE的透过率 UMuRB>ey  
     >T'^&l(:  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ` zeZ7:  
    QI0d:7!W1  
     9~J  
       lb{<}1YR0o  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 -U`]/  
    /{gCf  
     0Rz'#O32V  
    sL[&y'+  
    优化的自由变量为： _VFl.U,   
    dj3}Tjt  
    —缝宽：10—190mm :7 Ro9z8  
     tF}Vs}  
    —光栅深度：20—200nm s,!+wHv_8  
     -|"W|K?nq  
    优化算法： f5.rzrU  
     ^rO3B?_  
    —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。 f| P%  
    —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。 wxYB-Wh<  
     Yw&{.<sL  
    光路流程图和偏振分析器： @*`9!K%  
     aY&He~  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Q ;V `  
     xXp$Nm]:  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 ?fr -5&,  
    !$ItBn/_  
    Parameter Run 的全局搜索： @F%H 1  
     tXDO@YH3S  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ]k &Y )  
     w7GF,a  
    Parameter Run 设置 mF7T=pl  
     G9"2h \  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 4Y2l]86  
     MLf,5f;e  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ig(dGKD\=9  
     >T: Yp<  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Z:7X=t =  
     mVUDPMyZ  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 G$FNofQx  
     7UM!<@9\  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 o_C j o  
    优化函数依据迭代次数进行显示： HMDQEd;  
    'Pyeb`AXE9  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 .b'hVOs{  
     BIyNiol$AJ  
    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。 gwHNz5 a*V  
     zOO:`^ m  
    参数构成： fS2 ^$"B|  
     OY$P8y3MY  
    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_K  
      
    agdiJ-lyQ  
    局部参数优化： ,I# X[^/  
    |_7nvck  
    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。 CtItzp  
    gQHE2$i>  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； l'h[wwEXm{  
    :"BZK5{8  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 (5AgI7I,  
    U)mg]o-VE  
    GjF'03Z4  
    cu&tdg^q  
    参数定义： 2Hltgt,  
    v}w=I}<x  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 U-+%e:v  
    } ti+tM*  
    缝宽10—190nm权重1e20 M`{x*qR  
    zSs5F_  
    优化函数定义： )<W6cDx'H+  
    &}sC8,Sr  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 2x3'm  
    &Z Ja}5k!r  
    ——偏振对比度大于50（全波段） |%6zhkoufM  
    GS1Vcav<  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 f?xc-lX5R  
    &Uqm3z?v  
    hN% h.;s  
    选择下山简法进行局部优化。 mG;Gt=4  
    ;Kb]v\C:  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 TM_ MJp  
    SVvR]T&_  
       >C|/%$kk:f  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 )dFTH?Mpo  
    %DJxUuh  
    优化过的参数为： N"d*pi#h  
    3)SO-Bz\  
    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% ,]ALyWGuX  
    gm;6v30e  
    结论： B5%N@g$`j  
    DFvLCGkDk  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 WgBV,{ C  
    e [D'0L  
    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。 y7 tK>aD}  
    MguH)r` uT  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 nx<q]J uv\  
    T?=[6  
    CfFNk "0{  
    QQ：2987619807     |Tz/9t  
     
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