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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 y; LL^:rq  
     9VyY [&  
    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。 .(T*mk*>  
     rPf<8oH  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 |tl4I2AV  
     H+UA  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 dtHB@\1  
    ~(Wq 5<v  
    相关案例：100.01,101.01 i7hWBd4wK  
     r+6=b"  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 oWg"f*  
     k+ Shhe1  
    建模任务： &z!yY^g  
     L1'R6W~%dN  
    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。 neN #Mo'A  
     G.CkceWRn  
    9F[k;Uw  
    优化目标： X?PcEAi;w  
    Li[ :L  
    —TE模偏振光的透过率最大化 `cee tr=  
     |Tn+Aq7  
    —TM模偏振光的透过率最小化 !Zf< j  
     xaQO=[  
    优化函数： wjLtLtK?  
     i8CO+Iv*{  
    —最小化TE的透过率 8t4o}3>  
     /l o;:)AiP  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） /_yJ;l/K  
    vumA W*  
     v#yeiE4  
       pP JhF8Dt  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 *^|.bBG  
    l_Ee us  
     ei TG  
    m-%.LDqM  
    优化的自由变量为： 1|U8DK  
    F#<$yUf%  
    —缝宽：10—190mm ,E YB E  
     puE!7 :X7  
    —光栅深度：20—200nm hq.XO=0"k  
     M`1pze_A  
    优化算法： PcxCal4  
     zh{:zT)(1  
    —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。 HN7C+e4U~  
    —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。 9c `Vrlu  
     tQTVP2:Y  
    光路流程图和偏振分析器： ak_&\'P  
     6;JlA})  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 1?!z<<  
     5Vq&w`sW  
    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。 Dht,!LVb;  
    $G $147z  
    Parameter Run 的全局搜索： w-2?|XvDmf  
     y5oC|v7  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 57nSyd] PR  
     (fSpY\JPI  
    Parameter Run 设置 I=vGS  
     7Pb: z4j  
    缝宽：10—19nm 步长10nm；  9hbn<Y  
     i.~*G8!DM  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 2.6F5&:($  
     3G r:.V9=  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 kimqm  
     !Z0p94L  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 5Xe1a'n5]  
     qFV }Y0w  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 R WfC2$z  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ,)u7PMs  
    u)NmjW  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 U&PwEh4uG  
     {y>o6OTITR  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 j B.ZF7q  
     o?T01t=  
    参数构成： ,p3moD 3  
     e7# B?  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； Ei$@)qS/  
      
    i,3[0*ge  
    局部参数优化： @U)k~z2Hk  
    C VyYV &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。 O /S:S  
    :<"b"{X"  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； AbXaxt/[g?  
    x!@3.$  
    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。 w%Bo7 'o)V  
    ,sk0){rW  
    ";>>{lYA.  
    Iz^lED  
    参数定义： ko Tb{UL  
    da,;IE{1u  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 4Iq-4IG(  
    O)Wc\-  
    缝宽10—190nm权重1e20 )^D:VY9 2  
    =xf7lN'  
    优化函数定义： OS.oknzZZ  
    @/DHfs4O  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 0r|mg::'  
    reU*apZ/  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 8*-N@j8  
    Gs0x;91  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Y)7LkZO(y  
    Y, ?- []  
    ophQdJM  
    选择下山简法进行局部优化。 .3Ag6YI0N  
    p1mY@  
    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。 !.^%*6f  
    PrZs@ Y  
       L'KgB=5K&i  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ?F!='6D}b  
    =ghN)[AZV  
    优化过的参数为： j,%<16f^A  
    iuxS=3lT"K  
    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% .dr-I7&!  
    tt%lDr1A)  
    结论： ;`(l)X+7  
    :RqTbE4B  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 InCJ4D  
    ^rP` . Z  
    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。 u*:;O\6l  
    Af V a[{E  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 )q>mt/,  
    r^2>60q'  
    p^yuz (  
    QQ：2987619807     TSPFi0PP  
     
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