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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 OUNd@o  
     p ObX42  
    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。 d>t<_}  
     M%kO7>h8  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 G8Y<1%`<  
     p$3sME$L  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ftF@Wq1f  
    +P`*kj-P\  
    相关案例：100.01,101.01 `.Qi?* ^  
     Evjj"h&0J  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 \hEN4V[  
     Nu?-0>  
    建模任务： pv Gf\pu  
     S-|)QGxV6  
    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。 LBa[:j2  
     ?qWfup\S  
    = < oBgD0k  
    优化目标： ZP\-T*)l$  
    /Id%_,}Kb  
    —TE模偏振光的透过率最大化 CyXR i}W.  
     lUvpszH=  
    —TM模偏振光的透过率最小化 U5.LDv;  
     7OJ'){R$  
    优化函数： ]X ?7ZI^  
     Bx4w)9+3  
    —最小化TE的透过率 Z*= $8 e@  
     zM(vr"U   
    —最小化偏振度（要求＞50:1） !~rY1T~  
    ~U@;gLoD  
     %~E ?Z!_W  
       O%5 r[  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 )]H-BIuGm  
    vRH d&0  
     \(^nSy&N  
    j;-1J_e5  
    优化的自由变量为： 7KAO+\)H^Y  
    vPTM  
    —缝宽：10—190mm = 's(|  
     g| vNhq0|i  
    —光栅深度：20—200nm G2Qlt@.T  
     3 +G$-ru  
    优化算法： 'z%o16F)L  
     1]@}|  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 )W;o<:x3  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 V4'YWdTi  
     vnM@QfN  
    光路流程图和偏振分析器： uP~@U"!  
     =IQ5<;U3  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Y6zbo  
     O06"bi5Y  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 R|(q  
    %&w3;d;c  
    Parameter Run 的全局搜索： uF9C -H@:  
     ZK@N5/H(  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 0;AA/  
     6i.-6></  
    Parameter Run 设置 Rld!,t  
     XF;ES3 d  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ~,oMz<iMV  
     ;h*K}U  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； FrL]^59a  
     LE9(fe) fe  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 B"TAjB& *  
     UQC=g  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 7b;I+q  
     UBaAx21x  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 B&[M7i  
    优化函数依据迭代次数进行显示： #xQr<p$L6  
    x,|hU@h  
    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。 V-Sd[  
     xp }hev^@$  
    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。 _m gHJ0v'  
     \eT5flC  
    参数构成： 'rO!AcdLU  
     d%RC  
    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%； *n 6s.$p)%  
      
    S+atn]eU@  
    局部参数优化： BGD8w2  
    OwH81#   
    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。 YaKeq5%y  
    gv)P]{%^  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； /H(? 2IHC  
    jV>raCK_  
    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。 j/r]wd"aUS  
    ES.fOdx  
    bm?sbE  
    ]B%v+uaW  
    参数定义： 7=TF.TW)  
    k.vBj~xU  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 C":32_q  
    ^S UPi  
    缝宽10—190nm权重1e20 nrxo &9[@n  
    PE}:ybsX  
    优化函数定义： r@+ri1c  
    aE&,]'6  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Xm%D><CC8"  
    %C~1^9uq  
    ——偏振对比度大于50（全波段） +*ZO&yJQ^<  
    @z4*.S&tz  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 \ 3wfwu.q  
    XQ9O$ ~q  
    Z&1T  
    选择下山简法进行局部优化。 wQP^WzNE  
    trPAYa}W  
    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。  FT#8L  
    n>+mL"hs  
       Xjo5v*Pu  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 8/i!' 0r\  
    >}`:Ac  
    优化过的参数为： !;i`PPRwk  
    L+Xc-uv["p  
    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% 7'Zky2F  
    L;VoJf  
    结论： 0B@SN)<kH  
    Z:,U]Z(  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Vr6@> @SC  
    !UG 7Uer  
    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。 T (OW  
    f&eK|7J_Yf  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 %QH)'GJQ  
    a`&f  
    #!aN{nK0  
    QQ：2987619807     gVq;m>\|F  
     
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