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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 正序阅读 楼主  发表于: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 lSK<LytB  
     R!y`p:O C  
    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。 -]!zj#&  
     ;!Q}g19C  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 "Kc1@EX=  
     3#Qek2  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 .X;D I<K  
    6!$2nK+  
    相关案例：100.01,101.01 pZV=Co3!I  
     r";;Fk#5  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 AoFxho  
     D5$| vv1  
    建模任务： G^&P'*  
     s~n@|m9k  
    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。 v)s; wD  
     .ovG_O  
    z 8y.@<6  
    优化目标： *EllE+M{n  
    NGL,j\(~7  
    —TE模偏振光的透过率最大化 +XoY@|Djd  
     TS49{^d$  
    —TM模偏振光的透过率最小化 "[`/J?W  
     J e.%-7f  
    优化函数： Cu`ty] -'  
     R}T\<6Y  
    —最小化TE的透过率 tr@)zM GB  
     2P2/]-6s#r  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） R@A"U[*  
    GFfZ TA  
     aK5O0`  
       b<8,'QgB  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 v18OUPPX  
    vTq [Xe"  
     ?AYb@&%  
    y1_z(L;I  
    优化的自由变量为： Bh5z4  
    f <pJ_  
    —缝宽：10—190mm -n~%v0D8c  
     :]uz0s`>  
    —光栅深度：20—200nm :)DvZxHE@  
     BI:O?!:9)  
    优化算法： Y^-D'2P]P  
     |<!xD iB  
    —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。 xV>sc;PEb  
    —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。 xM2UwTpW  
     rt C:3fDy  
    光路流程图和偏振分析器： g66x;2Q  
     ^k5#{?I  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 9^1li2zk{  
     bTc^ huP  
    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。 "5b4fQ;x  
    n0%5mTUN  
    Parameter Run 的全局搜索： >?|c>HGX  
     ]:}x 4O#  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Rg%Xy`gS  
     a,eJO??  
    Parameter Run 设置 tJ9gwx7Pg  
     -fT}Nj\  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； X3R:^ff\  
     }dpE>  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； bEB9J- Q  
     Xz\X 8I  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 FJ{6_=@D  
     9"cyZO  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Ws;X;7tS  
     }.N~jx0R  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 V@pUU~6R  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 7g-{ <d  
    <|1Khygv  
    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_fVQj  
     EnP>  
    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。 f[Xsri  
     0S&C[I o6  
    参数构成： 3,)[Q?nKD  
     yM# %UeZ\  
    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%； 9\!=i  
    bA\(oD+:  
      
    $%.,=~W7  
    局部参数优化： .Z(Q7j^  
    &EJ/Rl  
    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。 P#-p* 4  
    .\mkgAlyaM  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； N fND@m{/  
    hr`,s!0Y  
    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。 b]g#mQ  
    hQwUw foe@  
    hp$1c  
    .$a|&P=S  
    参数定义： 9gac7(2`)  
    l._g[qa  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 }gKY_e3  
    hCob^o  
    缝宽10—190nm权重1e20 K)GpQ|4:<  
    @`XbM7D 5  
    优化函数定义： fE1VTGfd:  
    tY%T  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） #@m6ag.  
    }fL ]}&  
    ——偏振对比度大于50（全波段） `. 3{  
    4"#F =f0  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 &Xi] 0\M)  
    *Rgl(Ba  
    uvJmEBL:  
    选择下山简法进行局部优化。 5h6-aQU[  
    t|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。 Q} |0  
    g=jB'h?  
       t(1gJZs>kX  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 zI CAV -&  
    ??z&w`Yy,  
    优化过的参数为： R~BFZF>:  
    ]l^" A~va  
    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% >=/DCQ$  
    <`Qb b=*  
    结论： uTvf[%EHW  
    Kh{_BdN  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 s){R/2O3F  
    vHN/~k#  
    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。 ~!6 I.u  
    {7.uwIW.1  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 #>2cfZ`6'J  
    QQ：2284816954 备注：光学     rge s`&0  
     
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