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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 1K|F;p  
     g<^A(zM  
    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。 zNo"P[J8  
     :}#)ipr  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 \pI {b9  
     RSB+Saf.8  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 4|Y1W}!0/  
    =)jo}MB  
    相关案例：100.01,101.01 iC!6g|]X  
     m&q0 _nay  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 \AoqOC2u  
     rk;]7Wu  
    建模任务： {=J:  
     Ax=)J{4v  
    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。 d5 {=<j  
     jHHCJOHB8  
    eAP 8!  
    优化目标： 92D~trn  
    eYkg4O'  
    —TE模偏振光的透过率最大化 s7:_!Nd@8  
     H13\8Te{  
    —TM模偏振光的透过率最小化 )OQ<H.X  
     x}WP1YyT~  
    优化函数： tfm3IX  
     6'uCwAQU  
    —最小化TE的透过率 e_!Z-#\J%  
     {LA?v& b'  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Y+g(aak+.  
    W)o*$c u  
     g$Vr9MH  
       rhaq!s38:  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 a[rb-Z  
    (IjM  
     5{DwD{Q  
    jyyig%  
    优化的自由变量为： ^PJN$BJx  
    d9jD?HgM(  
    —缝宽：10—190mm 5efN5Kt  
     ;iJxJX\+  
    —光栅深度：20—200nm } C/+zF6q  
     Ii/{xVMD  
    优化算法： <rui\/4NJ  
     cZoj|=3a  
    —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+: K  
    —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。 't*]6^  
     ve.P{;;Ky  
    光路流程图和偏振分析器： ~5Mj:{B  
     MwQt/Qv=  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 glROT@  
     }F9#3W&`c  
    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。 $txF|Fj]^A  
    Ayn$,  
    Parameter Run 的全局搜索： ]WcN6|b+  
     fF#Fc&B  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 (@^ySiU  
     ?X\.O-=4X  
    Parameter Run 设置 C v*K.T  
     :Zob"*T  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； t7V7TL!5'  
     B#5[PX  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； [[N${C  
     1Q9Hs(s  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 +NvpYz  
     Nx*1m BC  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 4qsxlN>4O  
     3a ZS1]/  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 +7_U( |gO  
    优化函数依据迭代次数进行显示：  <|82)hO  
    SlT>S1`rnG  
    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。 -rgdKA@)(  
     O%F*i2I:+k  
    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。 ~MYE8xrId  
     sD{Wc%5  
    参数构成： Q uw|KL  
     =i;T?*@  
    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%； gnxD'1_  
      
    \>n[x; $  
    局部参数优化： 4"!kCUB  
    IQ-l%x[fue  
    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。 )z4eRs F|  
    w5/6+@}  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； >@4AxV\  
    cF9oo%3  
    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。 lHTr7uF(  
    }ALli0n`V)  
    FDGG$z?>m  
    BTG_c_ ?]e  
    参数定义： m9&%A0  
    jWh)bsqI!  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Zp<#( OIu  
    X*5N&AJ  
    缝宽10—190nm权重1e20 f4+wP/n&  
    W_3BL]^=  
    优化函数定义： bH'2iG  
    a{rUk%x  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） u5KAwMw%Q  
    b+hN\/*]  
    ——偏振对比度大于50（全波段） U&a(WQV9&  
    rw gj]  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 e5 zi"~  
    IJDbm}:/e  
    ;<GxonIV  
    选择下山简法进行局部优化。 HNj;_S  
    Q&?0 ^;r  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 m@w469&<(q  
    MLmaA3  
       8.I3%u  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 :h3n[%  
    hk S:_e=  
    优化过的参数为： BS?$eai@:9  
    49}WJC7 )  
    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% VhAJ1[k4!  
    )N1iGJO)  
    结论： a1%}Ee  
    H~>8q~o]  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Zkqq<  
    }4h0 {H  
    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。 &%qDi_UD  
    X(3| (1;sV  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 d\JB jT1g  
    ,IE.8h)H  
    X')l04P@%  
    QQ：2987619807     EVw{G<  
     
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