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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 =*)O80oaW  
     c K}  
    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。 0_xcrM  
     snk{u/0Xm  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 HI`A;G]  
     9QM"JEu@  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 #p9z#kin  
    :R?| 2l  
    相关案例：100.01,101.01 .^+$w $  
     Jtk.v49Ad>  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 gS o(PW)  
     >~bj7M6t  
    建模任务： / )u,Oa  
     v(nQd6;T  
    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。 7J_f/st  
     kk7: A0._  
    /v ;Kb|e  
    优化目标： (/P&;?j  
     ,8 NEnB  
    —TE模偏振光的透过率最大化 36Y[7 m=  
     |"E9DD]{  
    —TM模偏振光的透过率最小化 {zN_l!  
     /WgWe  
    优化函数： 50hh0!1  
     />I8nS}T  
    —最小化TE的透过率 xr-`i  
     %_=R&m'n`  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ^E?V+3mV  
    %IXW|mi  
     WsDe0F  
       ~ai' M#  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 zMqEMx9  
    h}<ZZ  
     \osQwGPV  
    ?{P6AF-xcf  
    优化的自由变量为： J#Eh x|  
    '9Odw@tp  
    —缝宽：10—190mm /{)cI^9  
     w=>mG-  
    —光栅深度：20—200nm s ^@Cq=  
     ]TprPU39  
    优化算法： 29DWRJU  
     X',0MBQ0  
    —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{RZ-)IC  
    —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。 yQ&%* ?J  
     ffd 3QQ  
    光路流程图和偏振分析器： u`2k6.-  
     VIdoT2  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 O7*i;$!R  
     V xs`w  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 % x;!s=U  
     Hu2g (!  
    Parameter Run 的全局搜索： 'yjH~F.  
     trt\PP:H%  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ]lYEJ`  
     Q31c@t  
    Parameter Run 设置 u(`A?H:  
     C}EDl2  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 2,nCGSfc  
      M.^A`   
    规划深度：20——200nm 步长10nm； )#Bfd(F  
     s""8V_,;  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 rM.<Gi05Qe  
     %"fKZ  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 m6<0 hP  
     Q8:ocEhR  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ; O0rt1  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ,X6j$YLWp  
    }Cg~::,"  
    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。 agD.J)v\  
     `I{Q,HQ7  
    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。 >g2.z>  
     >iJuR.:OO  
    参数构成： umn^QZ,  
     FWN%JCOj@  
    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%； 8QBL:7<  
    :[0 3upyS  
      
    Rx-i.EtZ  
    局部参数优化： ~riw7"  
    mj|9x1U)  
    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。 cLP @0`^H  
    #_\~Vrf(#  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； @1Lc`;Wd  
    !2Iwur u  
    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。 K 5[ 3WHQ  
    RtL'fd  
    ob #XKL  
    Tyl"N{ _  
    参数定义： pjM|}i<'Q  
    [.,6~=}vP  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 hZJqo +s  
    \M@8# k|  
    缝宽10—190nm权重1e20 u;}B4Rx  
    *?&O8SSBH  
    优化函数定义： 0yNlf-O  
    h]P$L>  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） zt0 zKXw  
    JqZ5DjI:  
    ——偏振对比度大于50（全波段） RoRVu,1  
    TD7ONa-,  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 &r%3)Z8Et  
    DBDfB b  
    T7'$A!c  
    选择下山简法进行局部优化。 ic#drpl,  
    q(W@=-uDK  
    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。 zY-m]7Yf  
    $)V4Eu;  
       JK`P mp>  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 M czWg  
    )I4tl/  
    优化过的参数为： A?zW!'  
    }Jfo(j  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% )`^:G3w  
    rg~CF<  
    结论： jFfki.H  
    *93 N0m4Rl  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 8 Hn{CJ~'  
    Ui&$/%Z|  
    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。 1-#tx*>AY  
     HV(Kz  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 #v-!GK_<  
    QQ：2284816954 备注：光学     }o4Cd$,8  
     
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