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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 jM(!!A jpC  
     -IS?8\ Q<  
    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。 &sPu 3.p  
     ~leLQsZ  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 $%J $  
     $Jj0%?;  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 c6pGy%T-  
    " []J[!}x  
    相关案例：100.01,101.01 %PU {h  
     $U5$*R@jo[  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 QnDLSMx)  
     <Xj ,>2m;  
    建模任务： y/A<eHLy  
     OBp/:]  
    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。 X 7"hTD  
     t!vlZNc  
    12%4>2}~>  
    优化目标： |=}v^o ZC  
    \A3yM{G~+  
    —TE模偏振光的透过率最大化 r;aP`MVO<  
     _b 8XF&O  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ?GGh )";y  
     zn{[]J  
    优化函数： g7W\  &  
     EC| b7  
    —最小化TE的透过率 mkmVDRK  
     j2|!h%{nI  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） *C?x\.\C  
    } u7&SU  
     >pl*2M&  
       /%GMbO_  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 0<S(zva7([  
    k-vxKrjZ/  
     >'zp  
    :`P;(h  
    优化的自由变量为： ?|9$o/Q}  
    D+  **o  
    —缝宽：10—190mm {VE$i2nC8  
     }UWRH.;v  
    —光栅深度：20—200nm &9'JHF!l  
     _j2h3lCT  
    优化算法： XUT\nN-N  
     R OQIw  
    —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。 p^``hP:J  
    —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。 @V-CG!  
     i(c'94M  
    光路流程图和偏振分析器： 7u^6`P  
     w8g36v*+(u  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 >KXT2+w  
     5OUe |mS  
    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。 j{'@g[HW  
    M O/-?@w  
    Parameter Run 的全局搜索： %rRpUrnm  
     Fk,3th  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 h(G(U_V-Od  
     thDE 1h  
    Parameter Run 设置 7iKbd  
     ?Xo9,4V1  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； {:enoV"  
     Cst> 'g-yB  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； :1>R~2  
     /qL&)24  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 <`9:hPp0  
     #z t+U^#)  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 \ca4X{x  
     h OboM3_  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 U%45qCU  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ;@ d<*  
    +T^m  
    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。 &/, BFx"  
     aV(*BE/@F  
    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。 MOmp{@  
     [* > @hx  
    参数构成： {+t'XkA  
     =4MiV]  
    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%；  5>w>J  
      
    O!]w J  
    局部参数优化： +V8yv-/{  
    .+B)@?  
    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。 }RUC#aW1  
    qW<: `y  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； IW1]H~1w  
    Vq'&t<K#  
    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。  (lPNMS|V  
    y9)l,@D  
    Ruk6+U  
    Y!*,G]7  
    参数定义： iQGoy@<R  
    s/To|9D  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 b8v$*{  
    @,aL'2G  
    缝宽10—190nm权重1e20 iZyk2kc  
    rjR  
    优化函数定义： uV 6f~cQ  
    Z21XlbK   
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） [bOy, ^@4  
    dF.T6b  
    ——偏振对比度大于50（全波段） VBCj.dw  
    4GHIRH C%[  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Yu1xJgl  
    MA-$aN_(  
    $0W0+A$  
    选择下山简法进行局部优化。 cq9Q7<&MF  
    bo -Gh`  
    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。 $z,bA*j9  
    !7 ^He3  
       #/jHnRrQ   
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ev guw*u  
    X"1<G3m4  
    优化过的参数为： O@=mN*<gg0  
    gaCGU<L  
    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% !eTS PM  
    G#*!)#M <  
    结论： ntkinbbD  
    ``E;!r="v  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 YJ6vyG>%C  
    T i/iD2g  
    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。 yED^/=\)}  
    s]&y\Z  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 D&^:hs@  
    \S@A /t6pa  
    6aK--k  
    QQ：2987619807     nRE}F5k  
     
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