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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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    光币
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    光券
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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 ^vJ"-{  
     Q*]$)D3n  
    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。 yJ%t^ X_  
     1hl]W+9  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 24#bMt#^  
     i.3cj1  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 {jvOHu  
    x&'o ]Y  
    相关案例：100.01,101.01 ac9qj  
     $:Rn;  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 z"tjDP  
     pX@Si3G`  
    建模任务： bF*NWm$Lf  
     dXmV@ Noo  
    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。 ,Du@2w3Cq  
     {J (R  
    / /'Tck  
    优化目标： `>s7M.|X  
    *myG"@P4hW  
    —TE模偏振光的透过率最大化 nSS>\$  
     c! @F  
    —TM模偏振光的透过率最小化 gw"~RV0  
     _5mc('  
    优化函数： eqq`TT#Z  
     'l~6ErBSg  
    —最小化TE的透过率 r!7Y'|  
     Cezh l  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） (:5G#?6,  
    ^(ScgoXva  
     2R]&v;A  
       -_NC%iN#C  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 f;gZ|a  
    6xoq;=o  
     %JtbRs(~q  
    VU|;:  
    优化的自由变量为： .e @>   
    QYQtMb,  
    —缝宽：10—190mm FXV`9uq}Z  
     6k"P&AD  
    —光栅深度：20—200nm . V$ps-t  
     M`vyTuO3SO  
    优化算法： Rs*v m  
     Po(]rQbE  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 nBN&.+3t  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 l?/Y  
     c8{]]  
    光路流程图和偏振分析器： SHD^}?-|  
     *XbI#L%>  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 vfcb:x  
     Tr& }$kird  
    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。 N L'R\R  
    `Gd$:qV  
    Parameter Run 的全局搜索： oE?QnH3R  
     EVt? C+  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 |%1?3Mpn  
     Ri#H.T<'  
    Parameter Run 设置 auHFir 8f  
     Ue*C>F   
    缝宽：10—19nm 步长10nm； |Ps% M|8~  
     K=?VDN  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ar.AL'  
     ]3B%8  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Vw#{C>  
     w~Ff%p@9  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 |E@djosyC  
     AW,OH SXh6  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 DNkWOY#{  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 6Pn8f  
    @ O>&5gB1u  
    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。 nmFC%p)4  
     0)!Ll*L!p  
    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。 1mH%H*#  
     tNIlzR-  
    参数构成： i)ASsYG!  
     [zkikZy  
    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%； 1tMQqI`N  
      
    B*1W`f  
    局部参数优化： q o 1lj"P  
    _:`!DIz~9}  
    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。 ;AJTytE>%  
    7=XL!:P  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； %XTcP2pRJ  
    4~z?"  
    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。 &<pKx!  
    3WY$WRv  
    ^Q+i=y{W  
    Avlz=k1*  
    参数定义： ;8{cA_&  
    lb*8G  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 "xRBE\B  
    F^k.is  
    缝宽10—190nm权重1e20 BV`-=wRC  
    x]|+\1  
    优化函数定义： ]aryV?!6  
    sZ<9A Xk-E  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） }MbH3ufC  
    fV:4#j  
    ——偏振对比度大于50（全波段） *i{Y9f8  
    \C^;k%{LV  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Wu6<\^A  
    $,>@o=)_  
    Mg,:UC:  
    选择下山简法进行局部优化。 3jH\yXj  
    evA/+F ,&  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 (b,[C\RBF  
    llV3ka^!  
       &k7;DO  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 CSPKP#,B0[  
    6 15s5ZA  
    优化过的参数为： G rmzkNlN  
    bI.t <;  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% !2UOC P  
    Nc Pgq?3p  
    结论： [+m?G4[  
    ^u}L;`L  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ph>7?3;t  
    5}$b0<em~  
    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。 E37<"(;  
    K_?W\Yg   
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 |t iUej  
    ~9)"!   
    G$0c '9d*(  
    QQ：2987619807     ^.k |SK`U  
     
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