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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: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 MLbmz\8a  
     b4 Y<  
    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。 >(>,*zP<9  
     >bwB+-lyL  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 36 &ghx  
     Pv- i.  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 J>@T'#  
    }:04bIaV  
    相关案例：100.01,101.01 q9)]R  
     /0.m|Th'm  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Mj9Mv<io  
     y\?T%g  
    建模任务： LqZsH0C  
     Kc3BVZ71  
    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。 uWtj?Q+M|  
     J~}%j.QQ7  
    \LN!k-c  
    优化目标： -nHt6AbqP  
    AmyZ9r#{  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Em<B 9S  
     j aU.hASj  
    —TM模偏振光的透过率最小化 H.Q648A"PF  
     o)V@|i0Js  
    优化函数： )z" .lw  
     wr) \GJ#>  
    —最小化TE的透过率 a3f- 9LN  
     d-rqZn}  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） rk E;OU  
    )/p=ZH0[  
     ~Y_5q)t(  
       es6]c%o:t^  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 p.ks jD  
    CVAX?c{   
     \ cr)O^&  
    O30eq 7(  
    优化的自由变量为： aA6m5  
    M(|6YF7u  
    —缝宽：10—190mm 9<|nJt  
     0^25uAD=  
    —光栅深度：20—200nm r+W;}nyf  
     oG$OZTc  
    优化算法： i"h~QEE  
     Y(<(!TJ-  
    —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。 \gW6E^  
    —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。 ww5UQs2sn  
     "Q.KBX v/  
    光路流程图和偏振分析器： }nK=~Wcu\  
     uE ^uP@d  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 X EL~y  
     !<UdG+iV  
    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]B`\XWz  
    L$3{L"/   
    Parameter Run 的全局搜索： ~j36(`t  
     G2s2i2& 6E  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 h @2.D|c)g  
     [+wLy3_  
    Parameter Run 设置 5`FPv4   
     cq4sgQ?sW  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； X?z CB  
     e% #?B *  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； D}/nE>*  
     M6lNdK  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 o9+fA H`D  
     +(m*??TAV  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 h%ba!  
     jJK@i\bU_  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 2!nz>K  
    优化函数依据迭代次数进行显示： om1D}irKT  
    2SXy)m !  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Ih%LKFT  
     }UWi[UgA  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 feT.d +Fd  
     @ 5V3I^  
    参数构成： t/c)[l hV  
     w^)_Fk3  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； #RWmP$+#=  
    <]u]rZc$  
      
    <(x!P=NM-  
    局部参数优化： ,Ad{k   
    9@8)ZHf  
    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。 jWGX :XB  
    wiM-TFT~  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； FK,Jk04on  
    ZWy,NN1  
    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。  m8z414o  
    ~uweBp~O  
    86ml.VOR  
    ? W2W y\  
    参数定义： H  2UR  
    1fcyGZq  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 l~$Od jf  
    h 7*#;j  
    缝宽10—190nm权重1e20 !K/zFYl  
    ^A;(#5A]7  
    优化函数定义： I#GsEhi  
    J7$JW3O  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） XV0t 8#T2  
    'sN (=CQ  
    ——偏振对比度大于50（全波段） -LMO f?  
    Yc~c(1VRz  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 (#VF>;;L  
    :t6.J  
    82~ZPZG  
    选择下山简法进行局部优化。 m; m4/z3U  
    Y )9]I6n7  
    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。 `yWWX.`  
    5: O,-b&  
        -TKQfd  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ^]1M8R,  
    =]hPX  
    优化过的参数为： ]x`I@vSf7R  
    5ofsJ!b'  
    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% sp&)1?!M  
    x#&%lJT  
    结论： b}5hqIy  
    8CN 0Q&|  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 xN]88L}Tn  
    X~5kgq0"  
    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。 h?2:'Vu]  
    T0Zv.  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 A]CO Ysc  
    QQ：2284816954 备注：光学     ]Qb85;0)  
     
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