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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 ruyQ}b:zS  
     kP5G}Bp  
    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。 W$`#X  
     Oi]B%Uxy=  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 WBA7G  
     X[f)0w%  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 =+I-9=  
    z-:>[Sn  
    相关案例：100.01,101.01 k*!iUz{]  
     P2| +7D:  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 t* p%!xsH  
     GV28&!4sS  
    建模任务： ]!N=Z }LD  
     3+vVdvu%  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 xI/8[JW*  
     ]0[ot$Da6  
    g!o2vTt5  
    优化目标： euW   
    ^HtB!Xc  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ;*ULrX4[  
     K5t.OAA:  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ]0MuXiR  
     qZ +K4H  
    优化函数： 8?x:PkK  
     ?Zk;NL9  
    —最小化TE的透过率 Li$2 Gpc/  
     Cud!JpL  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） #6l(2d  
    !IB}&m  
     mEkYT  
       }$r]\v  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 4HX;9HPHE<  
    =dQ/^C_hj  
     DyA /!%g  
    UO!} 0'  
    优化的自由变量为： Df:/r%  
    $|T Lt{ K  
    —缝宽：10—190mm  Zy8tI#  
     <h}x7y?  
    —光栅深度：20—200nm zjSl;ru  
     s.n:;8RibP  
    优化算法： L/I ] NA!U  
     =6i+K.}e  
    —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。 !c-MC|  
    —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。 +DR{aX/ll  
     H*P+>j&  
    光路流程图和偏振分析器： 7Cbr'!E\_V  
     ccp9nXv  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 `PvS+>q  
     :nc%:z=O  
    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。 'Ffvd{+:8  
    H@~tJ\L  
    Parameter Run 的全局搜索： fX6pW%Q'6  
     nZc6 *jiz  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Msfxce  
     :}/\hz ,  
    Parameter Run 设置 e"XolM0IM  
     1$6 u  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； _@gg,2 u-  
     /C5py&#-I  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； D%c^j9' 1  
     +7n vy^m  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 rOO10g  
     \Y!=O=za]  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Q)qJ6-R|HD  
     M"u=)CT  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Bss *-K]  
    优化函数依据迭代次数进行显示： jO|`aUY Tf  
    8*&73cp  
    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。 ;C , g6{  
     5 wN)N~JE  
    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。 Zr A*MN  
     6Yt3Oq<U  
    参数构成： :,j^ei  
     JP {`^c  
    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%； @\xEK5SG  
      
    N2k{@DY  
    局部参数优化： LTH, a?lD  
    :,R>e}lM  
    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。 .h4Z\R`  
    E?|NYu#I6  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； O:RN4/17  
    a|3+AWL%  
    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。 T g3MPa#g  
    ^^tTA^  
    ,@ f|t&  
    j]5e$e{  
    参数定义： $vYy19z  
    0b8=94a{>  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 v$(Z}Hg  
    B4+u/hkbh?  
    缝宽10—190nm权重1e20 Z("N *`VP;  
    0]]OE+9<c  
    优化函数定义： *-q &~  
    ^nOh 8L;  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） O*,O]Q  
    ZC<EPUV(  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 0JR)-*  
    '.S02=/  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Qm"~XP  
    yT7{,Z7t  
    \ :q@I]2  
    选择下山简法进行局部优化。 t U~q4$qqE  
    &G\C[L  
    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。 -HuIz6  
    T-kHk(  
       %]tW2s"  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 p<l+js(5|  
    d.B<1"MQ  
    优化过的参数为： V2@( BliP  
    T%Zfo7  
    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% oblw!)  
    K]7[|qf&   
    结论： EqIs&){  
    EUH9R8)  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ^( 7l!  
    HTMo.hr  
    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。 c*" P+  
    ,lFzL3'_0x  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 @$$ J}~{  
    > #9 a&O  
    d& v 7l  
    QQ：2987619807     bun_R-  
     
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