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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 ]?^m;~MQZ  
     K2L+tw  
    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。 QQ97BP7W  
     zb~!> QIz{  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 W)V"QrFK  
     !l_ 1r$  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 El0|.dW  
    #:{PAt  
    相关案例：100.01,101.01 D<}KTyG]  
     HPp Kti7g  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ro6peUL*2`  
     ZSYXUFz  
    建模任务： }MrR svN  
     /bVU^vo  
    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。 S8<O$^L^  
     -U"(CGb5  
    ?`,UW;Br6  
    优化目标： I2%{6g@  
    L]kSj$A  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ,jbj-b(  
     rjQV;kX>  
    —TM模偏振光的透过率最小化 }9>W41  
     +=Crfvt  
    优化函数： j,Qp*b#Qo  
     lW?}jzuo  
    —最小化TE的透过率 3yDa5q{  
     #+QwRmJdT!  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） I 8`@Srw8  
    Fc7mAV=  
     (<(8(} x  
       qWtvo';3  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 .'p_j(uv  
    =wPl;SDf!  
      hPx=3L$  
    G*mk 19Z  
    优化的自由变量为： ?A2#V(4  
    WWc{]R^D  
    —缝宽：10—190mm a*NcL(OC  
     zOCru2/  
    —光栅深度：20—200nm ]U! ?{~  
     U8?QyG 2A  
    优化算法： 7:R8QS9  
     %[-D&flKC  
    —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。 d>)*!l2,C  
    —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。 z(aei(U=  
     H{E223  
    光路流程图和偏振分析器： @ bPQhn#(g  
     W'-B)li   
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 *rK}Ai  
     UOZ"#cQ  
    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。 GG5wiN*2S  
    !BP/#  
    Parameter Run 的全局搜索： 8U*}D~%!  
     |(*ReQ?=  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 F# y5T3(P  
     \d2Ku10v[  
    Parameter Run 设置 ),mKEpf  
     S j)&!  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； fl!8\4  
     H@qA X  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； s6lo11  
     CQW#o_\  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 0ym>Hbax)  
     .v9#|d d+  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 /=*h\8c~  
     =[FNZ:3  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 PzWhB* iBR  
    优化函数依据迭代次数进行显示： &{]zL  
    ;x$,x-  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 /9,!)/j  
     93$'PwWgiF  
    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。 0WaC.C+2i  
     t4/d1qW0  
    参数构成： >Olg lUzA  
     %(MaH  
    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%；  ztKmB  
      
    WId"2W3M  
    局部参数优化： z8G1[ElY  
    z Xx HaM  
    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。 ]wMd!.lm-  
    X+z!?W*a  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； (, /`*GC  
    ?{NP3  
    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。 U$&G_&*0a  
    1N{}G$'Go  
    eY)ugq>'  
    qT$;ZV #  
    参数定义： zRd^Uks  
    \1cay#X  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 3} @3pVS  
    <u]M):b3  
    缝宽10—190nm权重1e20 l=ehoyER  
    "j;"\i0  
    优化函数定义： +F.{:  
    T"xq^h1\  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） {4J:t_<nKO  
    {}kE=L5  
    ——偏振对比度大于50（全波段） d]{wZ#x  
    Yj3j?.JJk  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 XP'<\  
    YRa{6*M  
    s!(O7Ub  
    选择下山简法进行局部优化。 d7waBsf  
    cH%qoHgx  
    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=:4I[a6Q  
    y.PWh<dI  
       :>4pH  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 y (@j;Q3(r  
    ^YG'p?r.s  
    优化过的参数为： r@b M3V_o  
    tIn dve  
    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% NbgK# ;  
    P'%#B&LZo  
    结论： wX5Yo{  
    $;7,T~{  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 tljZE)  
    +yYxHIOZ(  
    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@Yj  
    vP6NIcWC3  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 fy9mS  
    7[z^0?Pygf  
    0<tce  
    QQ：2987619807     eajctkzj  
     
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