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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 N~<H`  
     C7|z DJ_  
    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。 -kFPmM;  
     %hEhZW{:  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 e MX?x7  
     =!@5!  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 !F@9xG  
    t-, =sV  
    相关案例：100.01,101.01 *b< a@  
     jrOqspv   
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Us5P?}  
     ]yvHb)X  
    建模任务： j?5s/  
     O!Rw? Y  
    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。 &W'X3!Te  
     znNJ?  
    ]!v:xjzT  
    优化目标： t%xD epFQ  
    6k|^Cs6~z  
    —TE模偏振光的透过率最大化 F_Pv\?35z  
     @' V=Vr  
    —TM模偏振光的透过率最小化 @qszwQav$  
     T B!z:n  
    优化函数： X>0$zE@0  
     y":Y$v,P  
    —最小化TE的透过率 GS!7HphR  
     3,Dc}$t  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 0N" VOEvG  
    nPAVrDg O  
     Pz=x$aY  
       O@[jNs)].  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 -d|Q|zF^x  
    X4- _l$j  
     -F7GUB6B  
    %fv;C  
    优化的自由变量为： O.ce"5Y^  
    C(RZ09,.S  
    —缝宽：10—190mm gj\'1(Ju  
     &}YJ"o[I  
    —光栅深度：20—200nm ~E]ct F  
     !9w;2Z]uum  
    优化算法： Jp'XZ]o\  
     \]@XY_21  
    —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。 M/O4JZEqh  
    —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。 ZSB_OS[N  
     R F)Qsa  
    光路流程图和偏振分析器： 1;e"3x"  
     fV 6$YCf  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 N2 vA/  
     _kgGz@/p  
    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。 ?0ezr[`.  
    KGVAP  
    Parameter Run 的全局搜索： ucVWvXCr  
     m'L7K K-Y)  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ?PMF]ah  
     l'~~hQ{h/  
    Parameter Run 设置 u$3wdZ2&m  
     *@EItj`  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ? iX1;c9  
     |=dmxfj@  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； H 3e(-  
     T)!$-qdz/  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 yMJY6$Ct  
     c@+;4Iz  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ^KKU@ab9  
     c*5y8k  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 8 |@WuD  
    优化函数依据迭代次数进行显示： BW`)q/  
    SkmLX@:(  
    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。 rh8.kW-K_  
     tt|v opz  
    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。 `]+-z +  
     B/iRR2h  
    参数构成： 1X5*V!u  
     17itC9U  
    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%； 500qg({2]  
    R5y+bMZ  
      
    dzK]F/L]  
    局部参数优化： {3jV ,S  
    g^CAT1}  
    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。 !7m )QNV  
    /7bIE!Cn  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； [P,/J$v^~  
    kpe7\nd=>  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 ,>DaS(  
    MzF9 &{N  
    eX+FtN  
    U%Igj:%?;`  
    参数定义： x vi&d1  
    #^\q Fj  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 5i 6*$#OM_  
    c]pO'6]  
    缝宽10—190nm权重1e20 ,%|$# g 0  
    L$ nFRl&  
    优化函数定义： !A.Kb74  
    H%K,2/Nj  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Kn#3^>D  
    7c:5 Ey  
    ——偏振对比度大于50（全波段） L5"|RI}  
    =<_ei|ME  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ";)SA,Z  
    G)I lkA@  
    <2\4eusk  
    选择下山简法进行局部优化。 A[,[j?wC  
    q=o"] 6  
    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(b"b:j'  
    6.%V"l   
       K?y!zy  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 <lx~/3<m  
    \"E-z.wW=  
    优化过的参数为： M5SAlj  
    a"!D @a  
    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% ,W'?F9Y\  
    HxC_n h  
    结论：  2Z ? N  
    ~}SOd<n)|  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ;'o:1{Y  
    C,+ Sv-  
    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。 aZe[Nos  
    kUl:Yj=&  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 -PHVM=:  
    QQ：2284816954 备注：光学     (HHVup1f  
     
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