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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 mfc\w'  
     |VQ17*4ff1  
    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。 ]nY,%XE  
     Bq3"l%hI  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 [W;iR_7T5  
     ZF!cXo7d  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 YzNSZJPD  
    Z9,-FO{#3-  
    相关案例：100.01,101.01 %F_)!M;x  
     9`4M o+  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 \R\?`8O rz  
     Q'>pOtJG*J  
    建模任务： E<]O,z;F  
     e:D8.h+ &}  
    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。 |WwC@3)  
     sxkWg>  
    yyB;'4Af  
    优化目标： R~ n[g  
    w+($= n~  
    —TE模偏振光的透过率最大化 5+Fr/C  
     lLhvpvT  
    —TM模偏振光的透过率最小化 pY]T3 2  
     @K .{o'  
    优化函数： yK9:LXhf  
     A:! _ &  
    —最小化TE的透过率 = Lt)15  
     AtU%S9  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） xU<WUfS1  
    Sy()r 6n  
     wr>[Eo@%\  
       Z$jqB~=^e  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 d^h`gu~3  
    v_^>*Vm*  
     ~j3O0s<gK  
    ;GQCq@)-  
    优化的自由变量为： o_ng{SL  
    ~P!\;S  
    —缝宽：10—190mm =`<9N %  
     s R/z)U_  
    —光栅深度：20—200nm hvW FzT5  
     gOb"-;Zw  
    优化算法： 5?l8;xe`{f  
     %[S-"k  
    —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。 &FrUj>i  
    —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。 |Yb]@9 >vn  
     oD<aWZ"Z  
    光路流程图和偏振分析器： YOOcHo.F  
     cvOCBg38BH  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 m4\e `nl  
     BN7]u5\7  
    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。 & 6="r}  
    (fNG51h!  
    Parameter Run 的全局搜索： Dxvizd>VU  
     *? V boyU  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 (>49SOu;$\  
     >G9YYt~  
    Parameter Run 设置 &ci;0P#Q  
     !#y_vz9  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 5]f6YlJZ  
     b I"+b\K  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； CH9Psr78  
     Tfq7<<0$N  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 k%D|17I  
     :MaP58dhh  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 w`YN#G  
     M "\Iw'5$  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 q!;u4J  
    优化函数依据迭代次数进行显示： :_8Nf1B+T  
    Llf#g#T  
    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。 TI/5'Oke$  
     {k}$L|w  
    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。 8/vGA=  
     z{H=;"+rh  
    参数构成： mV'-1  
     utu V'5GD  
    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%； gp+aUK~o  
      
    U3**x5F_  
    局部参数优化： 0fJz[;dV>n  
    {nPiIPH  
    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。 8-B6D~i  
    b|-}?@&7&q  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； KwHlpW*  
    v#|yr<  
    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。 :u]QEZ@@  
    u|"y&>!R-  
    }Y"vUl_I2  
    6bDizS}  
    参数定义： x,NV{uG$n  
    HDO_r(i  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 |b4f3n  
    h_HPmh5  
    缝宽10—190nm权重1e20 kBU`Q{.  
    p%R+c  
    优化函数定义： 7NvnCs  
    !^'6&NR#K  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Ot+Z}Z-  
    '':MhRb  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Z aYUf  
    .~C%:bDnX7  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 a9u2Wlz  
    =O/v]B8"  
    :6:,s#av  
    选择下山简法进行局部优化。 bU\T  
    T65"?=<EB  
    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。 2w}l!'ue  
    Ft^X[5G4L  
       8VtRRtl  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 R=<%!  
    Zts1BWL[  
    优化过的参数为： xO^lE@a o  
    ]O>AD 6P  
    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% *xjP^y":  
    3 a|pk4M  
    结论： v\@pZw=x  
    z=TO G P(  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 #KNl<V+c}1  
    )5NWUuH 5  
    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。 G8zbb  
    D\Y,2!I  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Ih N^*P:Fo  
    :uJHFF xg  
    8aJJ??o{  
    QQ：2987619807     t3AmXx  
     
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