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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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    光币
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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 ^7vh ize  
     <~<I K=n  
    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。 Y6W3WPs(  
     \/. Of]YQ  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 l92#F*  
     w1h07_u;v  
    所需工具箱：高级光栅工具箱  J<V}g v  
    *(& J^  
    相关案例：100.01,101.01 {y)s85:t  
     W9ZT=#>)[  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 j+88J  
     (3&@c!E  
    建模任务： '[{M"S  
     6oL-Atf  
    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。 o>\jc  
     vWXj6}  
    ^Qs-@]E-  
    优化目标： 67~m9pk  
    oy;N3  
    —TE模偏振光的透过率最大化 4Q,HhqV'  
     v'2EYTVNJD  
    —TM模偏振光的透过率最小化 bv)E>%Yy  
     Z"mpE+U*  
    优化函数： L/c$p`-  
     GKZn|<Y|{c  
    —最小化TE的透过率 I,l%6oPa  
     7"Zr:|$U  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Fx/9T2%=  
    6jO*rseC  
     ZL+{?1&-  
       );@@>~  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 !3-mPG< ]  
    1x V~EX  
     #z6RzZu  
    N?p9h{DG  
    优化的自由变量为： o`DBzC  
    BT2[@qH|qF  
    —缝宽：10—190mm  i('z~  
     ~bWqoJ;Q  
    —光栅深度：20—200nm VjMd&>G  
     q(\$-Dk.Vv  
    优化算法： tV[?WA[xt  
     lF 8B+  
    —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。 v7\~OOoH]  
    —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。 +`yDWN?7  
     a`~$6 "v  
    光路流程图和偏振分析器： Z@RAdwjR`p  
     M#=woj&[  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 KVSy^-."  
     %&V<kH"7Q{  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 L&Qdb xn  
    __-rP  
    Parameter Run 的全局搜索： YM1tP'4j@  
     BYhPOg[  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 g5M-Vu  
     o//N"S.)  
    Parameter Run 设置 tZk@ RX  
     7 G~MqnO|  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 0Dc$nL?TqX  
     ~5:]Oux  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； '355Pce/  
     l9qq;hhGP,  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 )m\%L`+  
     RD=!No?  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 sog?Mvoq  
     SdnqM`uFo  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 xPq3Sfg`A  
    优化函数依据迭代次数进行显示： qV/"30,K  
    AZI%KM[  
    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。 $QNfy.6Tn  
     jO3Q@N0_  
    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。 CImB,AXS  
     XFG]%y=/6  
    参数构成： b3#c0GL  
     ]m=* =LLC  
    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%； O)\xElu  
      
    P2 !~}{-  
    局部参数优化： 7EI(7:gOn  
    4AZlr*U  
    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。 !}l)okQH<#  
    P-7!\[];te  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； %vxd($Ti"  
    v$+G_@  
    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。   
    I]~xs0$4#  
    M GN*i9CE  
    HTQ .kV  
    参数定义： }{bO ~L7  
     T~ /Bf  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 No =f&GVg  
    c ?V,a`6  
    缝宽10—190nm权重1e20 ^ }U{O A  
    /n@_Ihx  
    优化函数定义： J4!Z,-  
    jcXb@FE6  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 0=t_ a]+  
    :}+U?8/"7  
    ——偏振对比度大于50（全波段） E36<Wog  
    9oKRu6]D-  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 bxrByu~|1  
    qf4|!UR{  
    iMk`t:!;#"  
    选择下山简法进行局部优化。 zw\"!=r^  
    ]9R?2{"K  
    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。 s^L\hr  
    $`{}4,5M  
       oJ{)0;<~L  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 D 67H56[  
    )K8JDP  
    优化过的参数为： gA" =so  
    [GU!],Y  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% j(va# f#  
    0:v7X)St  
    结论： Y5c( U)R8  
    nUd(@@%m  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 :3Ty%W&&  
    #uuwzE*M_  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 {;f` t3D  
    '9{H(DA  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 IBES$[  
    ZSKk*<=  
    ]2h~Db=  
    QQ：2987619807     AGLzA+6M  
     
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