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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 $`'^&o;&f  
     }}qR~.[  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 pAmTwe  
     .)Se-'  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 +V |]:{3W  
     su=.4JcK  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 E"Xi  
    qc\o>$-:`  
    相关案例：100.01,101.01 j.C C.[$g  
     T6H"ER$  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 -T{~m6  
     {uj9fE,)  
    建模任务： Dz)bP{iq"  
     @F7QQs3  
    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。 j7-#">YL  
     xDr *|d  
    5<w0*~Z d~  
    优化目标： of& vQ  
    wq]nz!  
    —TE模偏振光的透过率最大化 GZ'hj_2%<  
     8}\"LXRbo  
    —TM模偏振光的透过率最小化 V43JY_:  
     "E2 g7n&  
    优化函数： m Xw1%w[*  
     1shvHmrV  
    —最小化TE的透过率 N&>D/Z;"  
     Vxgc|E^J  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） TU. h  
    Eun%uah6c  
     SwP h-6  
       103Ik6.o  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 [1vrv(u>  
    6 *8Ge  
     */8\Z46z  
    \W@?revK  
    优化的自由变量为： n(o Jb  
    98O z  
    —缝宽：10—190mm hG;u8|uT^i  
     ac&tpvij  
    —光栅深度：20—200nm /|DQ_<*  
     $9J"r9@@  
    优化算法： t1~*q)!Mo  
     ?y04g u6p  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 vRY4N{v(<  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 R\+$^G}#6  
     [w4z)!  
    光路流程图和偏振分析器： -0\$JAyrx  
     uw<Ruy  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 er<~dqZ}]  
     d~_OWCg`  
    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。 ):[[Ch_  
    7PvuKAv?k  
    Parameter Run 的全局搜索： FP\[7?ZLn  
     r-V./M@L  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 7xd}J(l  
     >ab=LDoM  
    Parameter Run 设置 (p2a{v}fEz  
     WMC6 dD_6e  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ~|!lC}!IKL  
     <=`@`rm{  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； [j/-(?+  
     Z3/zUtgs  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 CRf^6k_;(  
     \4&g5vE  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 N,1wfOE  
     A6Qi^TI  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 1h"B-x  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Ar$LA"vu4  
    L@ay4,e.bz  
    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。 SVHtv0Nx  
     ':[y]ep(~|  
    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。 4q~E\l|.5  
     lDA%M3(p  
    参数构成： ?:2Xh/8-  
     .KD07  
    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%； Yk5kC 0B  
      
    XU54skN  
    局部参数优化： R3<+z  
    $pKS['J0  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 !`WuLhB`  
    f0uiNy(r$  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； (+@.L7>m+t  
    &d2/F i+  
    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。 Psv!`K  
    "&ks8 3  
    E0|aI4S4  
    }0TY  
    参数定义： ~Mx fud  
    A4^+p0@  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 )>/c/ B  
    v3NaX.  
    缝宽10—190nm权重1e20 tEUmED0FY  
    hG67%T'}A  
    优化函数定义： Y `{U45  
    O<hHo]jLF  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） bODl q  
    }B5I#Af7  
    ——偏振对比度大于50（全波段） |bk*Lgkzw  
    'tbb"MEi4  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 (X9V-4  
    A_.QHUjpx  
    3%} Ma,  
    选择下山简法进行局部优化。 >&VL2xLy  
    LWI~m2  
    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。 bm4W,  
    EDo (  
       V~=)#3]`[  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 TU/J]'))C  
    5c"kLq6r  
    优化过的参数为： =%3nKSg  
    @2mP  
    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% -: ,h8JyMP  
    |(%H O@i  
    结论： {ZcZ\Q;6  
    j#&  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 C gx?K]>y  
     q0~_D8e,  
    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。 ?@1'WD t  
    `T70FsSJ  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 e0L;V@R  
    tX251S  
    L9T u>4  
    QQ：2987619807     Cu:Zn%  
     
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