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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 (c2\:hvy  
     QEKFuY<E+  
    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。 HWBom8u0  
     oUSG`g^P(M  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 am3E7u/  
     $ZO<8|bW  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ]Dg0@Y  
    sQs5z~#51*  
    相关案例：100.01,101.01 CK</2w+  
     $O8V!R*  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 y9hZ2iT  
     rg}kxvu  
    建模任务： %#a%Luq  
     AUde_ 1hi  
    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。 \[EWxu  
      &7&*As  
    OvG0UXRU  
    优化目标：  F`.7_D  
    Wp3l>:  
    —TE模偏振光的透过率最大化 @\8gzvkt  
     8-ssiiJ}gh  
    —TM模偏振光的透过率最小化 jt--w"|-r  
     o7XRa]O  
    优化函数： EIQy?ig86  
     sLp LY1X  
    —最小化TE的透过率 YO0x68  
     |l(lrJ{  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） h_yR$H&tX  
    {fv8S;|u  
     reJ?38(  
       H> iZVE  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 D  .R  
    |qDfFGYf  
     #!,`EU  
    guXpHF=  
    优化的自由变量为： 9[E$>o"%  
    kw ^ Sbxm  
    —缝宽：10—190mm E]?HCRa5R  
     g GT,PP(k  
    —光栅深度：20—200nm [F[<2{FQF  
     Ec*7n6~9  
    优化算法： Jjh!/pWZ4  
     vXQmEIm  
    —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。 u>6/_^iq  
    —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。 1>x@1Mo+K  
     -xIhN?r)  
    光路流程图和偏振分析器： D@W3;T^  
     !BuJC$  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ,nRwwFd.  
     8z8SwWS?  
    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。 k]9>V@C  
    @M^Qh Hs  
    Parameter Run 的全局搜索： VhIIW"1  
     .hNw1~Fj  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 W<]Oo]  
     SJ7=<y}[d  
    Parameter Run 设置 |0R%!v(,  
     ND1%s &  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； :wmf{c  
     DLVs>?Y  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； &\` a5[  
     L9?/ -@M  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 SH$cn,3F8  
     0+y~RTAVB  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 tF g'RV{  
     ^_h7!=W  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Zi@+T  
    优化函数依据迭代次数进行显示： xj q7%R_,  
    ~2DV{dyj  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 FDs^S)B  
     y&=19 A#  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 aa%&&  
     =,8Eo"~\  
    参数构成： VD&3%G!  
     't?7.#,6O  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； G$|;~'E  
      
    v:Z4z6M-  
    局部参数优化： =/QU$[7X(  
    8Y~=\(5>  
    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。 LI;EfyL  
    Dzjt|U0ru9  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； C 3XZD4.2  
    ig _<kj;Vd  
    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。 c[RL Yu  
    UK_aqB  
    5h=TV  
    q(tG bhQ  
    参数定义： OC>_=i$ '  
    r{2].31'  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 $EGRaps{j>  
    e=jT]i*cU  
    缝宽10—190nm权重1e20 [H:GKhPC`  
    zvb} p  
    优化函数定义： j5h 6u,^:  
    69j~?w)^  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ]\ 2RV DC  
    L8]{B  
    ——偏振对比度大于50（全波段） oSA*~N:  
    Q$h:[_v  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 $7DcQ b9  
    pz35trW  
    Ag4Ga?&8ec  
    选择下山简法进行局部优化。 *xo;pe)9  
    #DK3p0d  
    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。 !MJe+.  
    ,WB_C\.#XN  
       J1]w*2  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Tq\~<rEo  
    sId(PT^  
    优化过的参数为： 71.\`'  
    ^L-w(r62<  
    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% z1'FmwT  
    k8 ;uC~L  
    结论： ) {  
    *fH_lG%  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 o!toO&=  
    h#m:Y~GoF  
    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。 GKyG #Fl  
    4OOn,09  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Gl8&FrR  
    7{An@hNh  
    =0PRAc  
    QQ：2987619807     ?)' 2l6  
     
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