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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 \Y>!vh X  
     hC nqe  
    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。 @TvoCDeI  
     QJsud{ada  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 U{)|z-n  
     /]_a\x5Ss  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 (_9cL,v  
    gz,x6mnQ  
    相关案例：100.01,101.01 ug|'}\LY  
     7%%FYHMO:  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 UC u4S >  
     B!;qz[]I  
    建模任务： 6v]y\+  
     JfrPK/Vn  
    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。 uB`H9  
     K|OowM4tv  
    |%i|P)]  
    优化目标： cNd;qO0$  
    K F:W:8  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ^2|G0d@.:  
     pejG%pJ  
    —TM模偏振光的透过率最小化 .5t|FJ]`$  
     "1-|ahW  
    优化函数： ';CL;A;  
     kOQq+_Y  
    —最小化TE的透过率 f19~B[a  
     `;:zZ8*  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） .3tyNjsn\  
    *<5zMSZO  
     SU {U+  
       `X=2Ff  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化  .L vg $d  
    )(aj  
     -t5DcEAb$  
    $PNS`@B  
    优化的自由变量为： y5v}EX`m&  
    nVK`H@5fw  
    —缝宽：10—190mm z.xOT;t  
     G OzV#  
    —光栅深度：20—200nm =$^<@-;  
     'u%;5;%2  
    优化算法： kJOSGrg  
     ?puZqVu5  
    —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。 ~I_v {  
    —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*|#j0}b  
     QIcg4\d%s  
    光路流程图和偏振分析器： 4raKhN"  
     On^jHqLaE  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Y XBU9T{r  
     Za&.sg3RG  
    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。 (t{m(;/  
    s*XwU  
    Parameter Run 的全局搜索： =N +Ou5D  
     o C5}[cYD`  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 \k8|3Y~g  
     rLy <3  
    Parameter Run 设置 neHozmm|  
     +mr\AAFn  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Ao%;!(\I%  
     \Jcj4  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； nmc5c/C|-I  
     0( s io\  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 w'Cn3b)`  
     8" x+^  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 !.(%"  
     :EX H8n&|  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 -9.Rmv#og{  
    优化函数依据迭代次数进行显示： <K#]1xCA  
    r%QnV0L^  
    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。 sbZ^BFqp  
     Tt0:rQ.  
    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。 CUS^j  
     <Bmqox0  
    参数构成： frYPC Irj  
     mp{r$tc  
    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%； |H,g}XWMU  
      
    N1O& fMz  
    局部参数优化： u_5O<UP5  
    /f:)I.FUm  
    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。 SSS)bv8m  
    Rj/9\F3H  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； %o~w  
    ice7J2r_  
    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。 Xgy)Z:R  
    OfR\8hAY  
    \n @S.Y?P  
    (,J`!Y hS  
    参数定义： w(P\+ m<%  
    CQq'x +{F  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 lO+<T[  
    {GaQV-t  
    缝宽10—190nm权重1e20 S[TJ{ L(  
    pY3N7&m\:  
    优化函数定义： QSn%~o05  
    <z>K{:+>  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） CKAs3",  
    `q ;79t  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ~/@5&ajz  
    K|H&x"t  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 $ljgFmR_  
    3b_tK^|'  
    DIk\=[{2q  
    选择下山简法进行局部优化。 -zeodv7  
    Z66b>.<8  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 :Rs% (Z  
    iwHy!Vi-5  
       CIM 9~:\  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 A%VBBvk  
    g5EdW=Dt,  
    优化过的参数为： XsldbN^ 6  
    n 0X_m@  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% "EoC7 1  
    5(/ 5$u   
    结论： oCLs"L-r{  
    =5P_xQx  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。  c|N!ZYJI  
    /!o(Y8e>x  
    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。 z.H*"r  
    ASuxty  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 8ycmvpJ  
    {__Z\D2I  
    /H)K_H#|;  
    QQ：2987619807     W|U!kqU  
     
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