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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 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 e{edI{g  
     iw6qNV:\Z  
    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。 4!Ez#\  
     vjG: 1|*e  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 DG8LoWZ  
     uX{n#i,~L  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 u49zc9  
    Wvl>iHB  
    相关案例：100.01,101.01 .BGM1ph}~  
     ./@!k[  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 hd~X c  
     P&3'N~k-  
    建模任务： 3 $;6pY  
     Ktg{-Xl  
    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。 2Yt#%bj7^  
     9l2,:EQ*  
    ]Q=D'1 MM  
    优化目标： (OT /o&cQ  
    F)/}Q[o8  
    —TE模偏振光的透过率最大化 gK/mm\K@  
      ZSq7>}  
    —TM模偏振光的透过率最小化 jC1mui|Y^  
     |R:gu\gG  
    优化函数： 0!F"s>(H  
     |ofegO}W7  
    —最小化TE的透过率 +MPM^m  
     Q[^IX  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 7 Xe|P1@)  
    b7g\wnV8z  
     MZf$8R  
       <`*}$Zh  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 2b xkZS]  
    tLe!_p)  
     p+U}oC  
    5Z}]d@  
    优化的自由变量为： uZ( I|N$  
    ~\`lbGJ7?  
    —缝宽：10—190mm  sBY*9I  
     d_=@1 JM>  
    —光栅深度：20—200nm Rkm1fYf  
     kA?a}   
    优化算法： #k8bZ?*:  
     YLVV9(  
    —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。 OiNzN.}d  
    —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。 C{!L +]/  
     $j:$ `  
    光路流程图和偏振分析器： xy$73K6  
     'gk.J  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 L^} Z:I  
     &Yi)|TU3'R  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 w*<XPBi  
    KJ<7aZ  
    Parameter Run 的全局搜索： F<q'ivj:w  
     TjxZ-qw<  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 B1T:c4:N  
     5=tvB,Ux4  
    Parameter Run 设置 `rsPIOu  
     x@I*(I  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； w~a^r]lPW  
     tGnBx)J|  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； aAZS^S4v  
     BDSZ'  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 zb.^ _A  
     ^I03PIy0l  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ~K}iVX  
     M*FUtu  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 sS;6QkI"y  
    优化函数依据迭代次数进行显示： C( 8i0(1  
    j_*$ Avy  
    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。 [G2@[Ct Y1  
     6nh!g  
    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。 1>P[3Y@}  
     qd#?8  
    参数构成： 0X@!i3eu  
     ntbl0Sk  
    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%； \"Z^{Y[,;  
      
    V(_OyxeC{2  
    局部参数优化： |D+"+w/  
    z<aBGG  
    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。 lxb+0fiN  
    ,T@+QXh  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； &5puGnTZ  
    %jz]s4u$5j  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 0+MNu8t  
    q/U(j&8W{  
    ST$~l7p  
    Jb~$Vrdy  
    参数定义： :8b{|}aYV  
    /a.4atb0  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 /aS=vjs  
    Klfg:q:j+b  
    缝宽10—190nm权重1e20 l?pF?({  
    -4ry)isYx  
    优化函数定义： |/<,71Ae  
    {$D[l hj  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） `)V1GR2 ES  
    a(AKVk\  
    ——偏振对比度大于50（全波段） -!MrG68  
    HT&CbEa4'  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ~hK7(K  
    G8=2=/ !  
    MU6|>{  
    选择下山简法进行局部优化。 pF kA,  
    HV O mM17  
    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。 },58B  
    AsFn%8_I  
       HJ#3wk"W  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 <vMna< /d  
    zVN/|[KP4  
    优化过的参数为： tLCu7%P>  
    ;pe1tp  
    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% Z] ?Tx2|7  
    O/g|E47  
    结论： EdGA#i3  
    ^u'hl$`^  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 k1tJ$}  
    _)|_KQQu  
    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。 l-s%3E3  
    8vQGpIa,  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 +;z^qn  
    kc*zP=  
    ^n8ioL\*i  
    QQ：2987619807     |OW/-&)  
     
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