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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 sjkl? _  
     CfnCi_=[`  
    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。 Mxp4YQl  
     _)" 5 gv  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 iW$i%`>  
     ^Wz{su2  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ZSb+92g{L$  
    41D[[Gh  
    相关案例：100.01,101.01  )U`kU`+'  
     NU*6iLIq|F  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 (_<n0  
     $&C%C\(>D  
    建模任务： @h8~xs~DG  
     4Lb<#e13R?  
    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。 lV="IP^7  
     hlEvL  
    Wm_-T]#_  
    优化目标： (o=iX,@'2  
    3=I Q  
    —TE模偏振光的透过率最大化 P=z':4,M}  
     [0@i,7{ZqE  
    —TM模偏振光的透过率最小化 YI+|6s[  
     ~epkRO="  
    优化函数： @L7rE)AU.  
     @gk[sQ\O  
    —最小化TE的透过率 ^jA^~h3(W  
     $OuA<-  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） /n=/WGl  
    Z)0R$j`2  
     q[g^[~WM#  
       YJ`>&AJ  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 qQryv_QP  
    AU2Nmf?]%  
     k0|InP7  
    c5u?\  
    优化的自由变量为： r|8..Ll  
    d1TG[i<J_  
    —缝宽：10—190mm o*VQH`G*|g  
     ]F! ,Jx  
    —光栅深度：20—200nm g5`YUr+3?h  
     C%h_!z":  
    优化算法： C ^'}{K  
     LdV_7)  
    —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。 @wz7jzMi  
    —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。 5O*$#C;c  
     qr1^i1%\  
    光路流程图和偏振分析器： &[xJfL  
     ~C3-E %h@Z  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 elQ44)TrQ  
     *2Kte'+q  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 b9Nw98`  
    0'",4=c#V  
    Parameter Run 的全局搜索： eS M!_2  
     JM0)x}] +  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 IAQ=d4V&  
     ,;;~dfHm  
    Parameter Run 设置 -i4gzak  
     8[ V!e[  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； nLQJ~("  
     w@R-@ G  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； L[efiiLh$  
     mJHX  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ?Eed#pb_  
     ~j_H2+!  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 oUH\SW8?  
     ;#*mB`  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 LBzpaLd  
    优化函数依据迭代次数进行显示： '=5N?)  
    Q{l;8MCL  
    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。 l }[ 4  
     0nX5 $Kn  
    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。 5 ,HNb  
     (s~hh  
    参数构成： N|; cG[W  
     D  UeT  
    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%； H}X"yLog*  
      
    -Q/Dbz#-  
    局部参数优化： lsd\ `X5,  
    .(krB% N  
    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。 E^s>S,U[y  
    - >2ej4C  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； .%o:kq@B  
    H!N,PI?rn  
    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。 ]pb3 Fm{  
    p<YO3@B+  
    )+J?(&6  
    YV9%^ZaN7  
    参数定义： gS!M7xy  
    Nt)9- \T  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Gl+}]Vn[n  
    $JOIK9+3z#  
    缝宽10—190nm权重1e20 n D?XP<9UU  
    x&sF_<[  
    优化函数定义： !Lo{zTDW  
    DwI)?a_+  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） drH!?0Dpg  
    RZ -w,~  
    ——偏振对比度大于50（全波段） r&#q=R},p  
    ,YH.n>`s+  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ?r/7:  
    CZ @M~Si_  
    1i{B47|  
    选择下山简法进行局部优化。 kG{(Qi  
    ' Mg%G(3  
    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。 7+0hIKrFC  
    g wk\[I`;  
       0GB6.Ggft  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 8<P.>u  
    !R-UL#w9W'  
    优化过的参数为： r`5;G4UI  
    s;A]GJ  
    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% @9^kl$  
    G|o-C:~  
    结论： #SL/Jr DZ  
    t ;[Me0  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。  iGR(  
    SkxTgX5  
    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。 T_r[#j  
    SN11J+  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 &c A?|(7-  
    r+>9O  
    c$p1Sovw  
    QQ：2987619807     SN+&'?$WD  
     
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