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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 {VWUK`3  
     nwwKef(  
    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。 5xZ*U  
     MC.,n$O}6  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 )"  H$1  
     A>"v1Wk  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Zk+J=Cwq}  
    \`w!v,aM$  
    相关案例：100.01,101.01 SnK j:|bV  
     F+;{s(wx  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 #4(/#K 1j  
     SrV+Ox  
    建模任务： :kycIM]s  
     :@PM+[B|Q  
    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。 `{g8A P3  
     9`J!]WQ1[  
    o.tCw\M$g  
    优化目标： Rd5ni2-nve  
    /K mzi9j+  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Lc>9[! +#  
     _=c>>X  
    —TM模偏振光的透过率最小化 xCH,d:n=  
     h+mM  
    优化函数： 3F,$} r#  
     Si<9O h  
    —最小化TE的透过率 nZ>bOP+,  
     t<O5_}R%d  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） -GkNA"2M[  
    /^~3Ib8Fw+  
     ~Mv@Bl  
       'hl>pso.  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 t&UPU&tY  
    DPvM|n`TW  
     _A*5BAB:h(  
    Q)\7(n  
    优化的自由变量为： yD iL  
    Wjt1NfS&  
    —缝宽：10—190mm LOyL:~$  
     SWr?>dl  
    —光栅深度：20—200nm [>"bL$tlo*  
     F_ ~L&jHP  
    优化算法： ;dl>  
     sDnHd9v<?t  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 SCl$+9E  
    —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。 v*%#Fp,g8  
     mrDIt4$D  
    光路流程图和偏振分析器： .gNWDk0$Y  
     %iWup:  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 &6A'}9Ch  
     #LlHsY530N  
    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。 :8}QKp  
    &~P5 [[Q  
    Parameter Run 的全局搜索： hkw;W[ZWa  
     `r+"2.z*  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ^4^1)' %  
     uhL+bj+W  
    Parameter Run 设置 ._m+@Uy]H}  
     '1A S66k  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； &LE,.Q34  
     ua1ov7w$]  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； _[-+%RP  
     .Gv9RKgd~  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ((A]FOIbO  
     SU;PmG4  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 X3#/|>  
     FR9<$  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 F)/}Q[o8  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Z~{0XG\Y  
    c 6sGjZdR  
    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。 7QP%Pny%  
     R6HMi#eF  
    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。 cZKK\hf<  
     |du@iA]dP  
    参数构成： O(;K ]8  
     Y - 6 ?x  
    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%； D.o|pTZ  
      
    6> v`6  
    局部参数优化： /W'GX n  
    XnrOC|P$  
    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。 @cdd~9w  
    78>)<$+d  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 9ctvy?53H  
    'EJ8)2  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 {4Y@ DQ-  
    @\v,   
    (Da/$S.  
    N-|E^XIV  
    参数定义： (&0%![j&  
    'M185wDdAl  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 MB :knj  
    %)T>Wn%b]v  
    缝宽10—190nm权重1e20 #}L75  
    x/Se /C  
    优化函数定义： #+HLb  
    xRYL{+  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） fv_}7t7  
    pkpD1c^  
    ——偏振对比度大于50（全波段） r(iT&uz  
    !Uz{dFJf;  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 "P HkbU  
    e>~g!S}G  
    TSqfl/UI  
    选择下山简法进行局部优化。 OiX:h#  
    ,~8:^*0s  
    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。 t m?[0@<s  
    @#K19\dQ  
       :@)UI,  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 k@U8K(:x  
    K[0.4+  
    优化过的参数为： ;LE4U OK  
    PVHJIB  
    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% #pu6^NTK  
    r=P)iE:  
    结论： ){`s&?M0  
    "OF4#a17  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 9Z]~c^UB  
    $ysemDq-a\  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 OQMkpX-dH  
    J$  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 z+I'N4*^  
    t!Q uM_i3  
    _O)xE9t#ru  
    QQ：2987619807     }&D~P>1  
     
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