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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 8j({=xbg&  
     tauP1&%oH{  
    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。 tVK?VNW  
     9LUP{(uq  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Yf%[6Y{  
     k B$lkl\C  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 =rE `ib  
    C _ k_D  
    相关案例：100.01,101.01 \v B9fA:*  
     !!\4'Q[  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 m|g$'vjk  
     1mkQ"E4  
    建模任务： WcQZFtW  
     h=mI{w*  
    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。 uT@8 _9  
     \q>e1-  
    -#:Y+"'  
    优化目标： EC:x  ,i  
    cJ1{2R  
    —TE模偏振光的透过率最大化 \ltErd-  
     Qt)7mf  
    —TM模偏振光的透过率最小化 X,Q 6  
     (W{rv6cq  
    优化函数： INeWi=1  
     @vDgpb@TM  
    —最小化TE的透过率 rmAP&Gw I  
     '{1W)X  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） gGceK^#  
    >(YPkmH  
     &)/H?S;yN  
       \^^hG5f  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 co(fGp#!  
    }*{\)7g  
     O=9VX  
    l)2HHu<  
    优化的自由变量为： jn#N7%{Mk  
    !F}J+N=}  
    —缝宽：10—190mm P"[l86:  
     Vf\?^h(tP  
    —光栅深度：20—200nm Bwi[qw  
     lFzQG:k@  
    优化算法： A,A-5l<h]?  
     t8wz'[z  
    —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。 vX!dMJa0  
    —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。 S|Ij q3  
     %`<`z yf  
    光路流程图和偏振分析器： CgPZvB[  
     +A&IxsTq5=  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 zMHf?HQ-Z  
     'KIi!pA.  
    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。 xN":2qy#T  
    Z-;uzx  
    Parameter Run 的全局搜索： M,v@G$pW  
     &t=>:C$1Y  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 3K;b~xg`nw  
     D;T r  
    Parameter Run 设置 Vzv.e6_  
     `Mh<S+/  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； IQ27FV|3  
     BIB>U W  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； (J) Rs`_  
     vGMOXbq4&  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 t&?v9n"X  
     ;@ !d!&  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 h0EGhJs  
     2w.9Q (Sn  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 @|*Z0bn'  
    优化函数依据迭代次数进行显示： a[{QlD^D  
    0m| Gp  
    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。 "x)pp  
     S.)8&  
    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。 K5c7>I%k  
     "1j\ZCXK_Z  
    参数构成： VRN9yn2  
     Wx\"wlJ7.3  
    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%； E0?\DvA  
      
    R?e7#HsJ  
    局部参数优化： y<LwrrJ>  
    1V9X(uP  
    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。 7g<`w LAH  
    )PZ}^Fa  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； W3-Rs&se  
    QCY{D@7T  
    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。 eVK<%r=  
    7!840 :a?+  
    (P!reYyM  
    y:``|*+  
    参数定义： 'krMVC-  
    J5_ qqD)  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ]j#$.$q  
    %TggNU,  
    缝宽10—190nm权重1e20 U;A5-|C  
    9P >S[=  
    优化函数定义： h.+&=s!Nsy  
    ,,j=RG_  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） X}QmeY[0I  
    c(=O`%B{  
    ——偏振对比度大于50（全波段） gkn/E}K#  
    8gKR<X.G  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 jW0z|jr  
    ->25$5#  
    <"Cwy0V kp  
    选择下山简法进行局部优化。 3jdB8a]T_  
    ?GfA;O  
    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。 JfINAaboi  
    $0C/S5b  
       *A9{H>Vq  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 3#ZKuGg=  
    n&78~@H  
    优化过的参数为： _89G2)U=C  
    $u.T1v  
    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% : MmXH&yR  
    t-'GRme  
    结论： m%(JRh  
    nMvIL2:3  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 v#2qwd3x  
    9wJmX<Rm  
    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。 |]3);^0  
    4< >:]  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 zLK ~i>aW  
    ;xH'%W9z  
    aJ_Eh(cF  
    QQ：2987619807     JNg5?V;.U  
     
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