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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 R]Yhuo9,&n  
     UKJY.W!w4  
    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。 )ED[cYGx  
     Ur-^X(nL  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 V0AX1?H~w  
     m5p~>]}fYF  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 eLYFd,?9  
    $($SQZK&  
    相关案例：100.01,101.01 ~+np7  
     Vx*q'~4y!|  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ;dFe >`~  
     y%,BDyK  
    建模任务： \Cs<'(=  
     5VTbW   
    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。 1}uDgz^  
     * Z:PB%d5  
    E nvs[YZe  
    优化目标： 9A_7:V]_  
    jwq"B$ap  
    —TE模偏振光的透过率最大化 gCJ'wv)6|%  
     }gW}Vr <  
    —TM模偏振光的透过率最小化 JB(;[#'~  
     'JMa2/7CG  
    优化函数： %yMzgk[u  
     1 ~7_!  
    —最小化TE的透过率 tAA7  
     f$>orVm%.  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） /( V=Um^0  
    4PWr;&  
     yx2.7h3  
       '/H(,TM  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ':V_V. :  
    DOerSh_0W  
     RF)B4D-W  
    >.iw8#l  
    优化的自由变量为： 1955(:I  
    HUC2RM?FN  
    —缝宽：10—190mm  {K9E% ,w  
     <yS"c5D6  
    —光栅深度：20—200nm [!&k?.*;<  
      z\tJ~  
    优化算法： \Wc/kY3&  
     zcKC5vqb  
    —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。 OQ7c| 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。 qYiAwK$  
     !7)ID7d  
    光路流程图和偏振分析器： >p*HXr|o$  
     A E&n^vdQW  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 / D ]B  
     `&_k\/  
    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。 @(c<av?  
    IBkH+j  
    Parameter Run 的全局搜索： Yd;r8rN  
     wWw/1i:|'  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 UWp8I)p!\O  
     z,|%? 1  
    Parameter Run 设置 vB5iG|b}  
     ~5uNw*H  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； |V\.[F2Fe  
     j dhml%pAd  
    规划深度：20——200nm 步长10nm；  -C  ON  
     _CJr6Evs  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 uS#Cb+*F  
     !>y}Xq{bm3  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ,R}KcZG)  
     pMp9 O/u%  
    使用扫描模块进行参数联合调查。  hu(K!>{  
    优化函数依据迭代次数进行显示： &H1D!N  
    d:pm|C|F  
    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。 `U_>{p&x  
     s66XdM  
    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。 ?gwbg*  
     ~e<'t4  
    参数构成： 'uAC oME@  
     HQ`nq~%&(  
    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%； 7(8  
      
    /v)!m&6]>  
    局部参数优化： q>(u>z!  
    Q(5:~**I  
    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。 o>;0NF| }  
    bNjaCK<  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； V 1nZ M  
    1+tt'  
    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*ra37z>  
    jnp6qpY{  
    >?W;>EUH  
    d)1sP0Z_@  
    参数定义： 5m USh3  
    d<GG (  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 tD7C7m  
    <Mn7`i  
    缝宽10—190nm权重1e20 sx<+ *Trl  
    oB06{/6  
    优化函数定义： /W$y"!^)J1  
    \v3> Eo[  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） {9.~]dI|L  
    @~#79B"9&  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 7cmr *y  
    Na 9l#  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 O4d^ig-xaH  
    Y0X94k.u  
    q8 xc70: R  
    选择下山简法进行局部优化。 Hrg=sR  
    *o e0=  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 zNr_W[  
    ?Y6la.bc{  
       4R*<WdT(  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 xK),:+G(  
    2mG&@E  
    优化过的参数为： C+(Gg^ w  
    t:"=]zUU  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% C*y6~AYN#  
    QV'3O|  
    结论： Y 6<0%  
    ~?`9i>3W~  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Q$.V:#  
    Q0q)n=i }]  
    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。 !/Bw,y ri<  
    fv j5[Q  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 n L+YL  
    4&]To@>  
    @[>+Dzn[6  
    QQ：2987619807     t=W$'*P0}  
     
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