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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 GT"gB$Mh  
     +p:@,_  
    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。 C6C7*ks  
     hd}"%9p  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 pP6pn~ }  
     0vRug|}k#%  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 [!E8C9Q#!  
    m mj6YQ0a  
    相关案例：100.01,101.01 G6b\4}E  
     { +%S{=j  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 V0h  
     L@{5:#-  
    建模任务： ?*Kewj  
     `8 Dgk}  
    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。 H[{ch t h  
     Iz#h:O  
    hD>O LoO  
    优化目标： &zF1&J58z  
    ,z?Re)q m  
    —TE模偏振光的透过率最大化 q lL6wzq,  
     #isBE}sT{  
    —TM模偏振光的透过率最小化 .s_wP  
     $ #C$V>  
    优化函数： otXB:a  
     L44-: 3  
    —最小化TE的透过率 $o`N%]  
     FxC@KZG  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 5M~\'\;  
    Xv'M\T}6C+  
     M[0@3"}}  
       <3QE3;4  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 P'Jw:)k(  
    n-dO |3,  
     i`Es7 }  
    }abM:O "Y  
    优化的自由变量为： _.Y?BAQ  
    @7%nMTZ@&v  
    —缝宽：10—190mm Gu&?Gn oc  
     e.i5j^5u  
    —光栅深度：20—200nm q]tPsX5{*  
     ;t@zH+*}  
    优化算法： W\zg#5fmK  
     jR\T\r4  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 TC3xrE:U<m  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 @q2Yka  
     W z3y+I/&  
    光路流程图和偏振分析器： w@ 4q D  
     H__9%p#  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 H(!)]dO  
     W=o90TwbN  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 KQ xKU?b1  
    nvxftbfE^D  
    Parameter Run 的全局搜索： qp_kILo~  
     Ip( IGR"  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 v'S}&zmF]  
     LqPn$rZ|$  
    Parameter Run 设置 Io{)@H"f  
     W sQo+Ua  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； %.BbPR7?h  
     ! 9k)hP  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； r~z-l,  
     iQZgs@  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 M$ `b$il  
     sYiegX`1c  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Y>{K2#k  
     .:*V CDOM  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Ix^xL+Tm  
    优化函数依据迭代次数进行显示： @U_w:Q<9u  
    KO<Yc`Fs  
    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。 SgHLs  
     Z TWbe  
    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。 E#`=xg  
     K~5QL/=1  
    参数构成： h-=3 b  
     B@Ez,u5  
    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%； iJk`{P_  
      
    Xa.Qt.C  
    局部参数优化： ``)ys^V  
    S " R]i  
    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。 FylL7n  
    DF-`nD  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； -LJbx<'  
    V]tuc s  
    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。 }+h/2D  
    ^]3Y11sI  
    ` /#f8R1g  
    ,o& &d.  
    参数定义： \?{nP6=  
    ]y>)es1  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 "jH=O(37  
    rn#FmM  
    缝宽10—190nm权重1e20 Ol1[o  
    ce{(5IC  
    优化函数定义： yT%"<m6Y*\  
    zs<W>gBq  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） D]S@U>]M!  
    fNNkc[YTZI  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ~F[}*%iR  
    19Xc0ez  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 G=W!$(:  
    h@}KBK  
    kwU~kcM  
    选择下山简法进行局部优化。 y|f`sBMM  
    *{8<4CVv  
    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。 ++d(}^C;  
    u; \:#721  
       ?muI8b  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 eIBHAdU+g/  
    Pw i6Ly`  
    优化过的参数为： '2mR;APz  
    3mKmd iD  
    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% =!u9]3)  
    }#}IR5`=E  
    结论： B7r={P!0  
    0f~7n*XH  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 r2A%.bL#  
    CBw/a0Uck  
    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。 1cPm $=B  
    w:xLg.Eq6  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 VeK^hz R^Z  
    }% (e`[?1  
    .BN~9w  
    QQ：2987619807     EQZu-S`kv  
     
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