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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 \>j._#t$h  
     8kih81tx"U  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 X9nt;A2TU+  
     zVs_|x="  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 8=7u,t  
     uKqN  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Xu$xO(  
    SMQuJ_  
    相关案例：100.01,101.01 MjG=6.J|`  
     \qAMs^1-  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 J?-"]s`J  
     x!q$`zF\\  
    建模任务： >#R<*?*D}  
     HB\y [:E  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 ~fs{Ff'  
     >.PLD} zE_  
    H!&]Di1Eh  
    优化目标： S,vrz!'>A  
    (@O F Wc"p  
    —TE模偏振光的透过率最大化 9p(s FQ [  
     !wvP 24"y  
    —TM模偏振光的透过率最小化 _"J-P={=  
     'oHtg @  
    优化函数： 'R~x.NM  
     >E?626*  
    —最小化TE的透过率 C$)#s{*  
     qSMST mnQ  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） $dci?7q  
    IQdiVj  
     L1.<LB^4'  
       1bd(JL  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Te2XQU2,F  
    VbK| VON[  
     ^o|igyS9  
    aD3'gc,l  
    优化的自由变量为： Bfaj4i ;_  
    w*Sl  
    —缝宽：10—190mm 6{}]QvR  
     x!MYIaZ7  
    —光栅深度：20—200nm bWwc2##7jo  
     c^UG}:Y  
    优化算法： uFb&WIo1  
     |>GtClL  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 _7]* 5Pxo  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 qbHb24I  
     `>'E4z]-_  
    光路流程图和偏振分析器：  {k}S!T  
     +K;(H']Z<-  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 I 8`@Srw8  
     Fc7mAV=  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 (<(8(} x  
    qWtvo';3  
    Parameter Run 的全局搜索： .'p_j(uv  
      hPx=3L$  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 *xM4nUu<~  
     =c M\o{ q  
    Parameter Run 设置 1'R]An BV  
     xg/3*rL  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； zOCru2/  
     %-i2MK'A  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； wvcG <sj  
     7:R8QS9  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 %[-D&flKC  
     d>)*!l2,C  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 YT}m 8Y  
     y!."FoQ  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 5pI2G  
    优化函数依据迭代次数进行显示： tV9nC   
    %w=*4!NWb  
    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。 0tC+?  
     uYhm Fp  
    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。 gsqlWfa  
     My76]\Psh  
    参数构成： &o= #P2Qd  
     ]P<u^ `{*  
    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%； M8ZpNa  
      
    J p!Q2}  
    局部参数优化： g a? .7F  
    ,mhO\P96ik  
    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。 35?et-=w  
    H.hF`n  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； >pbO\=j]X  
    <6)Ogv",  
    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。 B4r4PSB>!  
    9sFZs]uM  
    5yI_uQR  
    xJa  
    参数定义： 7MZBU~,r  
    !0CC&8C`  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 3u^U\xB  
    /9,!)/j  
    缝宽10—190nm权重1e20 93$'PwWgiF  
    0WaC.C+2i  
    优化函数定义： t4/d1qW0  
    >Olg lUzA  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ?]]> WP  
    JQj?+PI  
    ——偏振对比度大于50（全波段） @Z&El:]3>  
    3'}(:X(  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 *8M 0h9S$  
    `|P fa  
    T ]hVO'z  
    选择下山简法进行局部优化。 g'ha7~w(p  
    T@GT=1E)  
    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。 c3W9"  
    [fiB!G ]?  
       V##=-KZ  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 pwtB{6)VH{  
    Aw~ =U!  
    优化过的参数为： o|YY,G=C  
    ijEMS1$=7  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% P$ZIKkf  
    Ua\]]<hj"  
    结论： C#d .3t  
    6c,]N@,Zw  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 As }:~Jy|  
    sG[v vm  
    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。 Anr''J&9`H  
    AE?MEag  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 l2vIKc  
    /'k4NXnW3  
    gBp,p\ Xc  
    QQ：2987619807     v W=$C  
     
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