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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 US+Q~GTA  
     w;;BSJ]+[  
    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。 >NO[UX%yP  
     c#XXp"7k2  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Hn7_FOC  
     ?L5zC+c!  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 18)'c?^.  
    &#o~U$GBg  
    相关案例：100.01,101.01 O%Scjm-^X  
     i)o2klIkB  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 [/,)  
     Nu0C;B66  
    建模任务： }'5MK  
     6|K5!2  
    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。 ySk R>y  
     G|[=/>~B  
    9?A)n4b;  
    优化目标： xN>npP   
    ;PF`Wj  
    —TE模偏振光的透过率最大化 }Q)#[#e  
     l3KVW5-!gS  
    —TM模偏振光的透过率最小化 dl.N.P7}4  
     P!~MZ+7#&  
    优化函数： Yw22z #K  
     Eav[/cU  
    —最小化TE的透过率 d)B@x`  
     bADnW4N`6;  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） aC^\(wp[  
    b IH;  
     ~< P 0]ju  
       )}''L{k-  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 xqXo0  
    *w$W2I>b7  
     (ScxLf=]  
    n+! AnKq  
    优化的自由变量为： 214Ml0/%  
    g6W)4cC8a  
    —缝宽：10—190mm Qf58ig-vCY  
     +cWLjPD/}  
    —光栅深度：20—200nm .v]IJfRH*  
     T\:4qETQF]  
    优化算法： SIe="YG]<  
     ,K>I%_!1  
    —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。 [N FFB96  
    —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。 h~A/y!s  
     >@BnV{ d  
    光路流程图和偏振分析器： cy*?&~;  
     jy7\+i  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 a! (4Ch  
     s J\BF  
    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。 ]~844J p  
    +_7*iJtD5  
    Parameter Run 的全局搜索： C#QpQg2  
     XoXM ^*Vk  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 TH)"wNa  
     $JSL-NkE  
    Parameter Run 设置 d; [C6d  
     zh4# A <e  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； D>|H 2  
     |HU@ >  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； J`^ag'  
     =Xm@YVf&ZD  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 liEPCWl&  
     U6=..K!q  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 `id 9j  
     01[NX? qEa  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ,"2s`YC  
    优化函数依据迭代次数进行显示： U!T~!C^  
    Wi>!{.}%A  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 [vge56h  
     |].pDwgt  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 85lCj-cs  
     Z/Eb:  
    参数构成： ]d55m/(   
     QS0:@.}$E)  
    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%； +nUy,S?43  
      
    8m5p_\&  
    局部参数优化： Xsa2(-  
    aGK?x1_  
    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。 SH3|sXH<  
    n-5W*zk1  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； =b38(\  
    aHlcfh9|  
    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。 >oea{u  
    `(T,+T4C5k  
    Z.d 7U~_  
    )i q-yjO6  
    参数定义： Z 1zVwHa_  
    H|,Oswk~-  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 5>VY LI  
    %R1tJ(/  
    缝宽10—190nm权重1e20 L93l0eEt  
    ~SQ?BoCI[  
    优化函数定义： f5F@^QXQ  
    1[kMOp  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ?P4w]a  
    YiYV>gaf"H  
    ——偏振对比度大于50（全波段） HfcL%b%G8  
    b:=TB0Fx?n  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Zkx[[gzL  
    u7bLZU 0  
    rX*H)3F  
    选择下山简法进行局部优化。 Tq NadHQ  
    0_k '.5l%  
    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。 =PUt&`1.a  
    GGe,fb<k  
       np%\&CVhN  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 <Gav5R c  
    y[>;]R7'  
    优化过的参数为： 9k9_mjLZ  
    =81@ o,1w  
    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% "~=mG--I  
    !(q sD+  
    结论： CL)lq)1(  
    u4.ngjJ  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 h\7fp.  
    f} Np/  
    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。 76>7=#m0u'  
    1J6,]M  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 / y A7%2  
    T_X6Ulp  
    {*[\'!d--.  
    QQ：2987619807     y'(Ne=y  
     
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