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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 ?< $DQ%bf  
     \\Huk*Jn{  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 Hb *&&  
     t?kbN\,  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 PT`gAUCw  
     A0Hsd  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 *FUbKr0  
    X6@G)68  
    相关案例：100.01,101.01  bR5+({yH  
     AA,n.;zy<  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 G_x<2E"d  
     V`"A|Y  
    建模任务： S-6 %mYf  
     oW/ #/;|`  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 rfMzHY}%  
     gg%OOvaj5  
    ;/Dp  
    优化目标： P\CT|K'P  
    O9W|&LAL  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ) >SU J^u  
     oos7x6  
    —TM模偏振光的透过率最小化 RI_3X5.KQ  
     s k_Q\0a  
    优化函数： t|aBe7t7  
     }A`4ae=  
    —最小化TE的透过率 LY^pmak  
     Ol'Ct'_k,"  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） LN?W~^gsR  
    9IC|2w66  
     Wf=D'6w  
       G u-#wv5@  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 0"L_0 t:  
    Rx 4 ;X  
     i7w>Nvj]  
    Z;QbqMj  
    优化的自由变量为： 3X&}{M:Qo  
    &pD6Qq{  
    —缝宽：10—190mm n15F4DnP  
     Vn6g(:\w  
    —光栅深度：20—200nm PI#xRKt  
     y-93 >Y  
    优化算法： =:zmF]j9  
     !(soMv  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 O#E]a<N`  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 gI qYIt  
     nDS mr  
    光路流程图和偏振分析器： G.,dP +i  
     z5v)~+"1  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ~ b ;%J:  
     h$FpH\-  
    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。 ~g+?]Lk}  
    N4Z%8:"pj  
    Parameter Run 的全局搜索： UHYnl ]  
     uFIr.U$V  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 7W6tz\Y  
     :Uf\r `a9  
    Parameter Run 设置 k ckWBL  
     eEkF Zx  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Yqy7__vm  
     %+U.zd$  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ?A /+DRQ(  
     ((TiBCF4  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 HgP9evz,0  
     :;S]jNy}j)  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 YT6<1-E#  
     W|oLS  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Y=l91dxGI  
    优化函数依据迭代次数进行显示： s('<ms  
    lz?F ,].  
    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。 ,mR$Y T8  
     VQO6!ToKY  
    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。 Re**)3#gn  
     eDR4 c%  
    参数构成： n5X0Gi9  
     0!YB.=\{_q  
    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%； xJ)hGPrAl  
      
    C3 ^QNhv  
    局部参数优化：  q[#2`  
    A>8uLO G}  
    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。 ~{hcJ:bI  
    /pZ]:.A  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； b/:&iG;  
    ^b=9{.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。 c8I : jDk:  
    | -l)$i@  
    %]Gm  
    M/XxiF  
    参数定义： vq|o}6Et  
    $bRakF1'S  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 3>Ts7 wM  
    B>}=x4-8  
    缝宽10—190nm权重1e20 8jW"8~Y#0  
    y<bA Y_-[  
    优化函数定义： y#Je%tAe 2  
    %y{#fZHc  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 8{ aS$V"  
     -z9-f\  
    ——偏振对比度大于50（全波段） |X/ QSL  
    ) # le|Rf  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Z?yMy zT  
    $gU6=vN1#  
    #'N"<o[  
    选择下山简法进行局部优化。 1'wwwxe7  
    kXGJZ$  
    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。 / E~)xgPM<  
    z yyt`  
       v|:2U8YREf  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 !P X`sIkT  
    al<[iZ  
    优化过的参数为： E^z\b *  
     'k[O?}  
    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% f$vWi&(  
     B@Acm  
    结论： X_yAx)Do  
    <WN?  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 gPs%v`y)*D  
    R0dIxG%  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 w8$rt  
    dHp(U :)  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 &VG|*&M  
    {kGcZf3h  
    }}Gz3>?24=  
    QQ：2987619807     OU&eswW  
     
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