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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 z@T;N'EM  
     - Nplx  
    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。 @kI^6(.  
     |iO2,99i  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ~w4aA<2Uq  
     h2h$UZIv  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 )Bd+jli|s  
    Yx XDRb\kW  
    相关案例：100.01,101.01 mIl^  
     MEq ()}7P  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ^t9"!K  
     HYW+,ts'  
    建模任务： %<I0-o  
     fv<($[0  
    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。 9Tjvc!4_b  
     2 B5kpmH:  
    _y5b>+  
    优化目标： U:YT>U1Z  
    ke)3*.Y%C  
    —TE模偏振光的透过率最大化 3#0nus|=S  
     '<4OA!,^)  
    —TM模偏振光的透过率最小化 }JrM!'  
     >$HMZbsE  
    优化函数： NTgk0cq  
     Z*s/%4On  
    —最小化TE的透过率 f>Bcr9]]  
     ZN G.W0{p  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） !=k\Rr@qx  
     :jB(!XH  
     ROQk^  
       Xo{Ce%L  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 \=,+weGw@  
    |MTgKEsn  
     N#]f?6 *R  
    ~>s^/`|?  
    优化的自由变量为： lE=Q(QUr  
    Njz,y}\  
    —缝宽：10—190mm a,lH6lDk  
     t(Iy[-  
    —光栅深度：20—200nm  X-~Q  
     w#XE!8`  
    优化算法： 9I30ULm  
     8>Ervi`  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 LNk 3=v2M  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 mxGvhkj  
     r`wL_>"{n  
    光路流程图和偏振分析器： U{eC^yjt"o  
     "0zMx`Dh  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 #@lr$^M  
     *~2jP;$  
    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。 .-c3f1i  
    ?CL1^N%  
    Parameter Run 的全局搜索： +`.%aJIi9  
     G}D?+MWY  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 #BlH)Cv  
     q)<5&|V  
    Parameter Run 设置 sks_>BM  
     mj5A*%"W  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； XD%?'uUQ_  
     wyAqrf  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Z0`?  
      v+G}n\F  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 .B#Lt,m  
     rv|k8  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 +=u*!6S  
     8*6J\FE<p  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 .$v]B xu  
    优化函数依据迭代次数进行显示： YVu8/D@ o  
    !i}G>*XH,  
    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。 q2gc.]K \  
     bp$8hUNYz-  
    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。 X]  Tb4  
     &\C vrxa  
    参数构成： t'm]E2/  
     B>a`mFM  
    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%； >`,v?<>+  
      
    fVR ~PG0  
    局部参数优化： D|9B1>A,m  
    uVOpg]8d  
    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。 z13"S(5D~  
    VFA1p)n  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Ds L]o  
    \ov>?5  
    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。 y<3v/ ,Y  
    )S8q.h  
    l\$_t2U  
    {fIH9+v  
    参数定义： Im6ymaf9  
    ;CAB.aB~  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 mpr["C"l  
    o L6[i'H|  
    缝宽10—190nm权重1e20 H,3$TNX y  
    :peBQ{bj  
    优化函数定义： &\!-d%||)  
    <JZ=K5  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） qc*+;Wi+5  
    IwWo-WN7.  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Q&M(wnl5  
    +H ="5uO<  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ^D vaT9s  
    &Lq @af#  
    }zLe;1Tx  
    选择下山简法进行局部优化。 |S>nfL{TQe  
    j#!J hi  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 mYt(`S*q  
    Y>%A*|U%  
       *'exvY~  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 X]y3~|K  
    m^]/ /j  
    优化过的参数为： tQ2*kE  
    Z$WT ~V  
    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% _MMz x2}  
    $T3/*xN  
    结论： J anLJe)  
    +[~\\X  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 zWjGGTP~3&  
    hk,Q=};  
    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。 K=06I  
    vv%Di.V  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 #axRg=d?K  
    ZU "y<  
    6[qRb+ds  
    QQ：2987619807     dHOz;4_  
     
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