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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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    光券
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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 */u_RJ  
     VK[^v;  
    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。 xKv\z1ra  
     kL*  DU`  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 |p-, B>p!  
     %}J[EV  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 v1oq[+  
    Wj(O_2  
    相关案例：100.01,101.01 )R(kXz=M  
     gp`$/ci  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 [U5[;BNRD  
     7;2j^qPr  
    建模任务： LPc)-t|p"  
     %iPWg  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 iP]KV.e'/C  
     (y *7 g f  
    PzMJ^H{  
    优化目标： U0 nSI  
    :PE{2*  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ($pNOG H  
     O2g9<H   
    —TM模偏振光的透过率最小化 )CJXk zOX  
     AJ}QS?p8s  
    优化函数： 2FU+o\1 %  
     #.L9/b(  
    —最小化TE的透过率 RtO3!dGT.  
     lR5[UKr  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 3`.*~qW  
    IO3p&sJ/  
     UTB]svC'  
       "{(|}Cds  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 )eIC5>#.  
    {RH&mu  
     -FpZZ8=,M2  
    E6JfSH#  
    优化的自由变量为： @+Y ql  
    ,.DTJ7H+  
    —缝宽：10—190mm Oy EOb>  
     \kWL:uU  
    —光栅深度：20—200nm K)b@,/5  
     \A7{kI  
    优化算法： |ecK~+  
     &n$kVNE  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 -UY5T@as  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 Cm@rX A/  
     _|+}4 ap  
    光路流程图和偏振分析器： k;/K']4y  
     "o_s=^U  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 =r|e]4  
     wN NXUW  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 Z5/*i un  
    !]f80z  
    Parameter Run 的全局搜索： q)j b9e   
     d ~#B,+  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 \ SCi\j/a(  
     mR,w~wP  
    Parameter Run 设置 n8 UG{. =  
     ^AhV1rBB  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； _E %!5u  
     j<NZ4Rf  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ly[j=vBV  
     7N:3  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 w#6)XR|+,.  
     Ec/&?|$  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 4y*"w*L  
     hgg 8r#4q  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 M$u.lI  
    优化函数依据迭代次数进行显示： gn//]|#H+  
    Xwp6]lx  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ;*%3J$T+  
     qu\cU(H|  
    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。 cMs8D  
     ZLDO&}  
    参数构成： QmgO00{  
     <)$&V*\  
    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%； UuS6y9@v  
      
    MO^Q 8v  
    局部参数优化： bG)EZ  
    =jEVHIYt  
    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。 +D+v j|fn  
    'VpzB s#  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm；  g^l~AR  
    FEH+ PKSc  
    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。 NufRd/q  
    r01u3!  
    C'~E q3  
    < ]"Uy p  
    参数定义： o9rZ&Q<  
    GIb,y,PDB  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 bvW3[ V  
    LpK? C<?x  
    缝宽10—190nm权重1e20 BOfl hoUX  
    s"UUo|hM  
    优化函数定义： Pm7lP5  
    IayF<y,8  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） :F8h}\a*  
    1%$t;R  
    ——偏振对比度大于50（全波段） oeYUsnsbi  
    }}qY,@eeX  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 `]`S"W7&  
    CKnPMvmz  
    1B#iJZ}  
    选择下山简法进行局部优化。 U5 ia|V  
    ;V?3Hwl  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 W(}2R>$  
    ;Q8`5h   
       ]GT+UX  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 I`77[  
    6d`qgEM3  
    优化过的参数为： wRdN(`;v  
    j[,XJ,5=  
    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% Bz(L}V]\k  
    eZ]>;5  
    结论： e45)t}'  
    +B[XTn,Cru  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 U3jnH  
    \[G"/]J  
    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。 ?bH`  
    5yyc 0UG  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 AJ>$`=  
    O5MV&Zb(  
    )<%CI#s#  
    QQ：2987619807     ef7BG(  
     
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