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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 U~CdU  
     d<_NB]V&F  
    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。 J2'W =r_#  
     :TlAL# s&  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 HIsB|  
     /M]eZ~QKD  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 #>" }q3RO  
    \a?K?v|8  
    相关案例：100.01,101.01 ,zD_% ox  
     76$*1jB  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 <_>.!9q  
     au,jAk  
    建模任务： >6IXuq  
     y&y/cML?  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 \hrrPPD1z  
     ^DzL$BX  
    qP&byEs"  
    优化目标： .uBO  
    ](_{,P  
    —TE模偏振光的透过率最大化 3;y_qwA  
     TR~|c|B  
    —TM模偏振光的透过率最小化 z;[gEA+I  
     [7'#~[a~  
    优化函数： {s,^b|I2#U  
     is9}ePC7Xu  
    —最小化TE的透过率 =l_rAj~I|  
     wLY#dm  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ]GQv4-y  
    D DQs42[  
     TeKC} NW  
       L+8=P<]  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 1B6C<cL:sU  
    A%h~Z a  
     *X~B-a|nJ  
    r|*:9|y{"/  
    优化的自由变量为： HOq4i !  
    sTt9'P`  
    —缝宽：10—190mm P@2tR5<R  
     P87ld._  
    —光栅深度：20—200nm `'kc|!%MUq  
     xIM8  
    优化算法： qx Wgt(Os  
     oDz*~{BHg  
    —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。 =E&24  
    —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。  qe[  
     r|l53I 5  
    光路流程图和偏振分析器： tp#Z@5=  
     RV( w%g  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ]Mn&76 fu  
     ZEL/Ndk  
    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。 &aY/eD  
    hN& yc  
    Parameter Run 的全局搜索： *4-r`k|@>/  
     +Y^-e.UO  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Sc%aJ1  
     A * a{  
    Parameter Run 设置 tceIA8d6  
     W"W@WG9X0  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； BHF{-z  
     \H,V 9!B  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； w/qQ(]n8  
     issT{&T  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 jA A'h A  
     $eK8GMxZ#  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Z~duJsH  
     $|>6z_3%  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 UVc>i9,0  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Qe7" Z  
    JCM)N8~i  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 \#uqD\DE  
     -$AjD?;   
    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。 "B3iX@C  
     ;X+G6F'  
    参数构成： hCU)W1q#  
     gcX5Q^`a=  
    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%； } 9MW! Ss  
    {[l'S  
      
    7'-)/Pk  
    局部参数优化： {fAh@:{@  
    z2rQ$O -#  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 ;6DR .2}?>  
     ~Y1"k]J  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； tfi2y]{A  
    wlm3~B\64  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 j)6@q@P/  
    Q.j-C}a  
    M3hy5 j(b  
    sL!;hKK  
    参数定义： &@mvw=d  
    ^JYF1   
    规划深度为20-200nm，权重1e20 F7k4C2r  
    .a 'ETNY:>  
    缝宽10—190nm权重1e20 i;E9Za W  
    2N6Pa(6  
    优化函数定义： c28oLT1|D  
    H=JP3ID>{  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ~@b9  
    T+ &x{+gZ  
    ——偏振对比度大于50（全波段） n`FQgC  
    uKLOh<oio  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 '0\0SL  
    rC=p;BC@dD  
    [+ %p!T  
    选择下山简法进行局部优化。 m _t(rn~f6  
    Pur"9jHa4  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 S+` !%hJ  
    |YG)NO  
       w3>Y7vxiz`  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 asm[-IB2u  
    [8V(N2  
    优化过的参数为： S*~Na]nS0  
    LM'*OtpDG  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% pl1EJ <  
    Vp- n(Z  
    结论： uAPLT~  
    EvGUj$  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 e3HF"v]2!  
    )_x8?:lv  
    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。 \K4CbZ,.  
     6Dr$*9  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 L!G9O]WB  
    QQ：2284816954 备注：光学     F M@W>+  
     
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