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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 4hsPbUx9  
     f7_\).T  
    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。 80FCe(U  
     Edf=?K+\!i  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 a!c/5)v(  
     X \b}jo^96  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 36kc4=  
    l#2r.q^$|  
    相关案例：100.01,101.01 a gmeiJT  
     aWHd}%  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 3i]"#wK  
     oglXW8  
    建模任务： Hl^aUp.c  
     M&|sR+$^  
    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。 vKU]80T  
     "B|nhd  
    {+@ms$z  
    优化目标： i63`B+L{  
     ESC  
    —TE模偏振光的透过率最大化 6pM"h5hA  
     F9m2C'U  
    —TM模偏振光的透过率最小化 [<en1  
     '\ph`Run  
    优化函数： O_r^oH  
     t/v@vJ`vSH  
    —最小化TE的透过率 iN:G/ss4O  
     ]iz_w`I\  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） jGk7=}nw  
    +?URVp  
     FX7Cjo#=R  
       %-h7Z3YcN  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 %-@'CNP  
    ax-=n(   
     !pd7@FwC  
    9O),/SH;:  
    优化的自由变量为：  4 "pS  
    6obQ9L c  
    —缝宽：10—190mm L]c 8d   
     Kwy1SyU  
    —光栅深度：20—200nm *)j@G:  
     4u3 \xR?w6  
    优化算法： c+szU}(f6(  
     y-E1]4?})  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 GIl:3iB49  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 JiKImz  
     #D!$~ h&i  
    光路流程图和偏振分析器： Y;fuh[#  
     { M`  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 X?KGb{  
     &E.OyqGZV  
    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。 8pX f T%]  
    Tx y]"_  
    Parameter Run 的全局搜索： (P2[5d|  
     ~GNyE*t/Y  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 o8w-$ Qb  
     am]3 "V>  
    Parameter Run 设置 ! a86iHU  
     Ro$j1Aw(  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； cNdu.c[@  
     L=d$"Q  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； slu$2-H  
     c eqFQ  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 V %i<;C  
     TAXd,z N  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 60~v t04  
     uEBQoP2  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 5k K= S  
    优化函数依据迭代次数进行显示： [vE$R@TZ0!  
    gs$3)t  
    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。 !.9l4@z#  
     RI?NB6U  
    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。 J09*v )L  
     6(:)otz  
    参数构成： 4DvdE t  
     OMl8 a B9  
    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%； J=b*  
      
    #]"/{Z  
    局部参数优化： k"t >He  
    O\%j56Bf  
    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。 4"LPJX)Q  
    ;9K[~  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 4\v~HFsv  
    _\p`4-.V  
    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。 sc<kiL  
    2K Pqu:lv  
    Mk<m6E$L  
    JFe4/ V  
    参数定义： K/DH / r  
    y*_K=}pk  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 $$42pb.  
    7Ez}k}aR<  
    缝宽10—190nm权重1e20 P1$f}K}  
     /; +oz  
    优化函数定义： X#VEA=4{  
    "@(58nk  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） O!o <P5X^  
    sb'lZFSP~s  
    ——偏振对比度大于50（全波段） -P2 @mx%  
    II&<  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 X+@s]  
    {K+.A 9!  
    FWIih5 3`  
    选择下山简法进行局部优化。 P?xA$_+  
    AYt*'Zeg!s  
    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。 q Z#!CPHS  
    }lH;[+u3  
       fa"\=V2S  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 5H~@^!7t  
    Il|GCj*N  
    优化过的参数为： Q Qi@>v|d  
    0Qt~K#mr/  
    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% y`({ .L  
    f]c <9Q>*  
    结论： 9g96 d-  
    l4zw]AYk+X  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 5|5=Y/   
    \` &ej{  
    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。 |"_)zQ  
    )x)gHY8;  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 @Zj& `/  
    SGQD ro=l  
    # 9V'';:  
    QQ：2987619807     8'+7i8e  
     
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