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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 BKk+<#Ti  
     pmgPBiU>  
    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。 YWF Hv@  
     \t?rHB3"  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 }}u16x}*n  
     ;2[o>73F  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 XS=f>e1<W  
    /|>?!;   
    相关案例：100.01,101.01 #R*7y%cO  
     jhH&}d9  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ky@ZEp=  
     usR+ZQaA  
    建模任务： j] J-#J  
     mKuY=#RP  
    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。 7[ZoUWx  
     \Sv8c}8  
    ;.Y-e Q,  
    优化目标： o^v]d7I8b  
    Y T'olk  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ]]XXcQ,A  
     YT}ZLx  
    —TM模偏振光的透过率最小化 i'p6#  
     xiOAj"}~  
    优化函数： <kKuis6h  
     {JQCfs  
    —最小化TE的透过率 k|`Qk!tr  
     2hsRYh  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） $V,ZH* g  
    ]DjnzClx  
     <RuLIu  
       "xAIK  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 m{ f+ !  
    #@L5yy2  
     PFjh]/=  
    ^J'O8G$  
    优化的自由变量为： oc;4;A-;`c  
    LjCUkbzQF  
    —缝宽：10—190mm 7ygz52  
     &Gs/#2XQ  
    —光栅深度：20—200nm 9D]bCi\  
     lf#5X)V  
    优化算法： Dg*'n  
     r-o+NV  
    —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。 -+[~eqRB  
    —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。 lUd4`r"  
     8Y [4JXUK  
    光路流程图和偏振分析器： l~mj>$  
     'm0_pM1: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。 QL:Qzr[  
     Ffig0K+ `  
    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。 p ^ ONJL  
    + cZC$lo  
    Parameter Run 的全局搜索： %E[ $np>  
     S 9|^VU  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 C5Mpm)-%  
     49= K]X  
    Parameter Run 设置 E Q]>^VE2B  
     Q w)U  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； s9SUj^  
     Y>x3`f]  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； oiOu169]  
     vI]V@i l  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Q-J} :U  
     NIHcX6Nw  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 A3|2;4t  
     WO$8j2!~#  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 sl`?9-_[  
    优化函数依据迭代次数进行显示： R)-~5"}~  
    f9t+x+ Z  
    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。 eoJ*?v  
     <?h(Dchq  
    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。 &FG0v<f5Pv  
     ,(f({l[J}  
    参数构成： ' pIC~  
     .  LeS-  
    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%； ? M.'YB2  
      
    Fb ~h{  
    局部参数优化： {vk%&{D0)  
    |h6, .#n  
    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。 |@VhR(^O$  
    pZ]&M@Ijp  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； =&PO_t5)z  
    JOyM#g9-?  
    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。 5"bg 8hL  
    &~'i,v|E  
    fi%lN_Ev?  
    {\X$vaF  
    参数定义： (a"/cH  
    iFZ.a.NDc  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 8 mt#S  
    `|mV~F|  
    缝宽10—190nm权重1e20 /T 2 v`Li  
    >1HXC2 Y  
    优化函数定义： uQKo2B0  
    ?v`24p3PC  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） kx;7/fH  
    1GPBqF  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 0IZF%`  
    V."cmtf  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ;p87^:  
    A@-U#UvN  
    GyV uQ51  
    选择下山简法进行局部优化。 7>F[7_  
    A)&CI6(  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 &q M8)2Y  
    J&B5Ll  
       @z:E]O}  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。  QB !%  
    lqa~ZF*  
    优化过的参数为： 40z1Qkmaey  
    C=2DxdZG  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% G-,0mo  
    24wr=5p]Q  
    结论： \7IT[<Se  
    `fl$ o6S/  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 tKds|0,j|  
    [.6bxK  
    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。 AUES;2WL  
    wFjQ1<s=  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 =5:S"WNj  
    (Ffa{Tt!  
    8~T=p:z'  
    QQ：2987619807     BkY#wJ'  
     
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