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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 q'D Ts9Bj  
     w[~G^x&  
    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。 wMa8HeBE\  
     |r9<aVlK  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 .Rr^AGA4  
     TrI+F+;  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 #UGSn:D<i  
    -L2.cN_  
    相关案例：100.01,101.01 c3]t"TA,  
     '%$Vmf)=  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ) f?I{  
     +p u[JHF  
    建模任务： >%/x~UFc5  
     E@VQxB7+  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 3%vXB=>T!  
     ||+~8z#+,  
    S-t#d7'B  
    优化目标： YQ0#j'}/  
    5es t  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Ek +R  
     y)kxR  
    —TM模偏振光的透过率最小化 q,v<:sS9T  
     <q63?Ms'  
    优化函数： 7QO/; zL  
     <G})$f'x2  
    —最小化TE的透过率 Yf0 KG  
     *85N_+Wv!  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） OGZD$j  
    |q`NJ  
     X[tt'5  
       :a wt7lqv  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 %;`Kd}CO  
    @9/I^Zk  
     *)m:u:   
    ;|Cd q  
    优化的自由变量为： '9\cIni0  
    ^'3c%&Zf3  
    —缝宽：10—190mm ^O|fw?,  
     9r%fBiSk  
    —光栅深度：20—200nm OG$n C  
     , Ckcc  
    优化算法： PMjNc_))  
     w>W#cTt  
    —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。 n%E,[JT  
    —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。 2A_1E \  
     JFv70rBe  
    光路流程图和偏振分析器： ~J\qkQ  
     ? AfThJc  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 s8-RXEPb  
     o3 0C\  
    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。 Q68~D.V%r  
    r1!1u7dr t  
    Parameter Run 的全局搜索： yr\ClIU  
     B=A!hXNa  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 TdFU,  
     ^0]0ss;##R  
    Parameter Run 设置 pg{VKrT`  
     l";Yw]:^  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Q4XlYgIV2A  
     TV`1&ta  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； \$9C1@B@  
     yaz6?,)  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Pe`mZCd^  
     N~/ 'EaO  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 i1evB9FZ1z  
     UPtj@gtcY  
    使用扫描模块进行参数联合调查。  h,/Aq  
    优化函数依据迭代次数进行显示： bi8_5I[  
    Y0(4]X \ey  
    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。 [,Ehu<mEK  
     ebA95v`Vms  
    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。 x3n9|Uud  
     etX@z'H  
    参数构成： &S4*x|-C&  
     T"xJY#)}  
    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%； >pu4G+M  
      
    |d0ZB_ci  
    局部参数优化： [!uzXVS3  
    {aAd (~YZ  
    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。 ]:e_Y,@  
    HOx4FXPs  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； kZe<<iv  
    fkI 5~Y|  
    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。 >/ay'EyY;>  
    *RkUF!)(  
    k;\gYb%L  
    ^E^`"  
    参数定义： ///Lg{ ie  
    `cp\UH@  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 0?54 8yH  
    5L3+KkX@  
    缝宽10—190nm权重1e20 g8O6 b  
    y#Dh)~|k  
    优化函数定义： biHacm  
    <0d2{RQ;  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） i q`}c |c  
    +2`BZ}5y  
    ——偏振对比度大于50（全波段） TuQGF$n@  
    {+9RJmZg  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 z Rna=h!  
    MtkU]XKGT  
    R;DU68R  
    选择下山简法进行局部优化。 =}Tm8b0  
    C8K2F5c5  
    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。 ^/BGOBK  
     GK/Po51  
       -,bnj^L  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 #gbB// <  
    %:aXEjm@  
    优化过的参数为： uHU@j(&c  
    Ef]Hpjvp  
    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% X,Na4~JO(  
    e!5} #6Kd  
    结论： [v~,|N>w  
    b,Wm]N  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 u%C oo  
    ujV{AF`JfB  
    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。 r *K  
    @jn&Wf?  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 LGt>=|=bj  
    ~&RTLr#\*M  
    *I 1H  
    QQ：2987619807     _)45G"M  
     
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