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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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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 "U6:z M  
     -'F? |  
    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。 D8r=V f  
     B 4my  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 nApkK1?  
     8Z1pQx-P2C  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 [;*Vm0>t  
    J[7|Ul1 <  
    相关案例：100.01,101.01 -)dS`hM  
     j+-+<h/(  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 H6! <y-  
     jn/ J-X=  
    建模任务： qTd6UKg  
     S-D=-{@  
    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。 w=K!U]  
     CDRkH)~$  
    qL1 d-nH  
    优化目标： /'uFX,  
    [ta3sEPjs  
    —TE模偏振光的透过率最大化 >Vl8ZQ8  
     @b,&b6V  
    —TM模偏振光的透过率最小化 {;[W'Lc  
     2ij/!  
    优化函数： wg0hm#X  
     e|&}{JP{[  
    —最小化TE的透过率 X1GpLy)p  
     WG\gf\=I  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） [Dou%\  
    mE+  
     ]Y%U5\$  
       qZ79IX'y  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 .)Af&+KT  
    Z.v2 !u  
     QTKN6P  
    eo~>|0A*V  
    优化的自由变量为： ;{e=Iz}/  
    7Rix=*  
    —缝宽：10—190mm 1E'/!|  
     w\PCBY=  
    —光栅深度：20—200nm u>U4w68  
     |DZ3=eWZ  
    优化算法： .gS x`|!  
     gY=Ry=w9  
    —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。 V`;$Ua;y  
    —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。 +&:?*(?Q  
     :(o6^%x  
    光路流程图和偏振分析器： 2*<'=*zaQ  
     5|^{t00T~  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 $F,&7{^  
     pHpHvSI  
    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。 c'8a)j$$+  
    1G6MO  
    Parameter Run 的全局搜索： pPX~pPIj2  
     q%Fc?d9  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 $4j$c|S!  
      iNxuQ7~  
    Parameter Run 设置 EE<^q?[3^  
     5_}e?T&s  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； rW&# Xw/a  
     QV@NA@;XZ  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； i$Sq.NU  
     dU4G!  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ZX Sl+k .  
     4\6-sL?rW  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 S ;; Z  
     mGK-&|gq  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 X%>Sio  
    优化函数依据迭代次数进行显示： U.[?1:v  
    \f AL:mJ  
    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。 1>!wm0;x  
     s, 8a1o  
    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 :2DB&  
     RXj6L~vs5_  
    参数构成： 3hrODts  
     UI,i2<&  
    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%； W?B(Jsv  
      
    E9yBa=#*c  
    局部参数优化： v\UwL-4[  
    { _]'EK/w  
    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。 F$QAWs  
    # XD-a  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； -a}d @&  
    08!pLE  
    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。 WLTraB[?  
    1;4 ] HNI  
    > WsRCBA  
    y<<:6OBj  
    参数定义： y@L-qO+{&  
    v .ftfL!  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 +cw;a]o^>  
    JBsHr%!i  
    缝宽10—190nm权重1e20 mu(EmAoenQ  
    zgdOugmmt_  
    优化函数定义： :.+?v*%;n  
    dUTF0U  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） H9^DlIv('  
    ;'B\l@U\  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ![v@+9  
    Q6?}/p  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 dtdz!'q)Y  
    $=? CW(  
    6L~tUe.G  
    选择下山简法进行局部优化。  !lf:x  
    "o*zZ;>^  
    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*Hw t\  
    }wJDHgt]-p  
       <V3N!H_d  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 =/k*w#j  
    ;(kU:b|j  
    优化过的参数为： AU@XpaPWh  
    *Q<%(JJ  
    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% 0#}@- e  
    %EZG2JjO)  
    结论： !zw)! rV=  
    8%UI<I,  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 y<G@7?   
    1|L3} 2  
    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。 ?Afx{H7  
    +M+ht  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 O MEPF2:  
    XeaO,P  
    aqjS5!qh  
    QQ：2987619807     }NMkL l]J  
     
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