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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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    光币
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    光券
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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 ^3:DeZf!u  
     Ft)Z'&L   
    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。 L!]~ J?)  
     0piBK=tE/  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 KZxA\,Y'5  
     * (4TasQu  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 k-LT'>CWl  
    KtFxG6a  
    相关案例：100.01,101.01 1xkU;no  
     <.h\%&'U  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 P6E=*^^m(  
     3oCw(Ff  
    建模任务： QF fKEMN  
     M5Twulz/w  
    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。 f @cs<x  
     C;jV{sb9c  
    Q&9%XF uM  
    优化目标： iC{~~W6  
    P"g Y|}|  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ]%y~cq  
     hR$lX8  
    —TM模偏振光的透过率最小化 B !(t<W8cu  
     cc%O35o  
    优化函数： Y)@PGxjz  
     .2b) rKo~  
    —最小化TE的透过率 $pT%7jV}  
     _uO#0 )l  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） /I' n]  
    m7XJe[O  
     ; -RhI_  
       Z`?<Ada  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 .=>T yq  
    `FImi9%F  
     G=8w9-Ww  
    sX&M+'h  
    优化的自由变量为： )6?.; B  
    m\lSBy6  
    —缝宽：10—190mm RT45@   
     9 @yP;{Q  
    —光栅深度：20—200nm {}3kla{  
     i;0`d0^  
    优化算法： tH:K6^oR  
     8i;N|:WdH  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 ?;,Al`/^  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 16\U'<  
     L-d8bA  
    光路流程图和偏振分析器： wYf=(w \c  
     J{mP5<8>b  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 DJE/u qE  
     9xg_M=72  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 lxK_+fj q  
    ,h2q 37  
    Parameter Run 的全局搜索： er5}=cFZ  
     r1FE$R~C=  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ;f-|rC_"  
     %6 <Pt  
    Parameter Run 设置 D^PsV  
     ]tZ5XS  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； UBRMV s  
     |4Ix2GD  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Snt=Hil`  
     JMOP/]%D  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 F!>K8q  
     nRQIrUNq  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 w c%  
     T , =ga  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 A!k}  
    优化函数依据迭代次数进行显示： >V(2Ke Y  
    MatC2-aV1  
    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。 Y%:p(f<  
     tL+8nTL  
    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。 cM4?G gn  
     "tIf$z  
    参数构成： 1MJ]Gh]5  
     UKK}$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%； g}^ /8rW  
      
    sW2LNE  
    局部参数优化： na']{a 1K  
    z%/ww7H  
    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。 &`L5UX  
    *gz{:}NX  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； SA>;]6)`(  
    ap%o\&T;  
    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。 )dL?B9d:  
    ,.`^Wx6F  
    3}:pD]`h  
    o m_&|9B)  
    参数定义： w78Ius,  
    paBGJ~{=  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 1]>KuXd r  
    Bh' vr3|  
    缝宽10—190nm权重1e20 oh@r0`J]x  
    nnGA_7-t  
    优化函数定义： V2FE|+R%g  
    wCt+{Y3T  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） <uTsX v  
    Mqh~5NM  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Ee|+uQ981>  
    $g$`fR)  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 [S4\fy0  
    @$+[IiP  
    (Z"Xp{u  
    选择下山简法进行局部优化。 ESrWRO f9  
    E7eVg*Cvi  
    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。 [d&Faa[`  
    Y!7P>?)`,X  
       (x^|  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 lwg.'<  
    Ro1' L1:  
    优化过的参数为： I(<G;ft<}  
    8&UuwZ6i-  
    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% ,xh9,EpBk  
    Ez$5wY^J  
    结论： nIi_4=Z  
    Fp]8f&l8  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 D1Sl+NOV  
    ^n2w6U0  
    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。 C95,!q  
    3QHZC0AY  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 1 I+5  
    9bNIaC*M  
    ibuI/VDF  
    QQ：2987619807     OXacI~C  
     
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