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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 baGI(Dk  
     (7!(e  ,  
    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。 czi!q1<vg  
     OZ9j3Q;a$  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ')~HOCBSE  
     W7> _nK+g?  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ,W;8!n0  
    1nG"\I5N}  
    相关案例：100.01,101.01 (XWs4R.mkb  
     8Wp1L0$B  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 c3-bn #  
     @cNI|T  
    建模任务： !XceiQu  
     6 VDF@V$E  
    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。 ]2 N';(R  
     X~!?t }  
    Yb/^Qk59  
    优化目标： \?}.+v  
    c~;.m<yrf  
    —TE模偏振光的透过率最大化 w` :KexD+  
     <!$Cvx\U  
    —TM模偏振光的透过率最小化 q\Z1-sl~s  
     gRSG[GMV  
    优化函数： K?WqAVK  
     i?9Lf  
    —最小化TE的透过率 Os+ =}  
     %)]RM/e8  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） a)b@en;v  
    |V]E8Qt  
      $nWmoe)  
       vi|ASA{V  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 FA,CBn5%  
    =B2=UF  
     ZrBxEf$f  
    ${3OQG  
    优化的自由变量为： RzRLrfV  
    O[5ti=W  
    —缝宽：10—190mm -n-X/M  
     Kz;VAH  
    —光栅深度：20—200nm oQO3:2a  
     ~46ed3eGzi  
    优化算法： B$j,:^  
     iqYc&}k,  
    —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{/\znBS%  
    —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。 Z O^ +KE"  
     E}+A)7mA  
    光路流程图和偏振分析器： xa:P(x3[  
     38^_(N  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 t~`Ef  
     4B]a8  
    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。 dl4.jLY  
    AS;{{^mM(  
    Parameter Run 的全局搜索： lQjq6Fl2  
     DJ.Ct4  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 #.RI9B  
     *lSIT]1  
    Parameter Run 设置 8wd2\J,]  
     R_ }(p2  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； W` V  
     2o;M:+KQ)  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Qn7e6u@V  
     f#jAjzmYL  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 gg9W7%t/  
     vPi+8)  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 '7^_$M3$\  
     A(B2XBS!?  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 CpXv?uU   
    优化函数依据迭代次数进行显示： 7E'C o|  
    I{ $|Ed1  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 *`W82V  
     f&|SGD*  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 f$L5=V  
     lbY>R@5  
    参数构成： |(N4x(xl  
     4^5s\ f B  
    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%； 6Jm4?ex  
      
    {*m?t 7  
    局部参数优化： Q=[&~^ Y)  
    mAMKCxz,  
    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。 lF<(yF5  
    j:#[voo7  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； +^.(3Aw  
    ?@#<>7V  
    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。 sXUM,h8$!+  
    dNR4h  
    LQe<mZ<  
    Y9u2:y!LdL  
    参数定义： J_,y?}.e3  
    4%p vw;r  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 cg4,PI% hz  
    & 3gni4@@  
    缝宽10—190nm权重1e20 R] dB Uu  
     `@p*1  
    优化函数定义： E5rNC/Ul$$  
    {5*5tCIt  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） k$zDofdfp  
    ,70|I{,Km  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Y9C]-zEv  
    k~H-:@  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 6 ^p 6v   
    QeK~A@|F&  
    7 9Iz,_  
    选择下山简法进行局部优化。 J&5|'yVX  
    Uc&0>_Z  
    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。 CyE.q^Wm  
    IL<5Suz:  
       nQ mkDPjU  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 J[9jNCq|  
    u5lj+?  
    优化过的参数为： g\ke,r6  
    /];F4AO5  
    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% .w0?  
    =U:iR  
    结论：  Z/64E^  
    twJck~l~n  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。  9TeDLp  
    P)T:6K  
    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。 % R'eV<  
    re<"%D  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 {#7t(:x  
    ALFw[1X  
    fx*Swv%r  
    QQ：2987619807     U-k6ZV3&8  
     
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