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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 {H"gp?Z-  
     ?+`Zef.g  
    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。 ?P"ht  
     Vfc 9 +T+  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 o Q{gh$6*  
     VZ_ 4B *D  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Y*J`Wf(w  
    #c?\(qjWA  
    相关案例：100.01,101.01 wW!*"z  
     rl4daV&,U  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 (qB$I\  
     173/A=]  
    建模任务： p1X lni%=  
     `$MO.K{  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 C(W?)6?  
     E\RQm}Z09  
    d@] 0 =Ax  
    优化目标： O-  r"G  
    3~Ipcr B  
    —TE模偏振光的透过率最大化 b?HW6Kfc  
     3n6_yK+D  
    —TM模偏振光的透过率最小化 =;@5Ue J  
      299; N  
    优化函数： <M+ZlF-`  
     _Vp9Y:mX2  
    —最小化TE的透过率 tLV9b %i(  
     x#Hq74H,  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） J0|/g2%0  
    ! daXF&q  
     GHYgSS  
       Kr]F+erJe  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 M^g"U`  
    `n5|4yaG~  
     JNX7]j\  
    <=jE,6_|  
    优化的自由变量为： *W# x#0j  
    k[G?22t  
    —缝宽：10—190mm na8A}\!<  
     fE_QB=9 cz  
    —光栅深度：20—200nm 8$3Tu "+;  
     cB?HMLbG>  
    优化算法： e ~*qi&,4  
     7,Z%rqf\)  
    —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。 ? )0U!)tK  
    —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。 &XgB-}^:  
     pD`7N<F 3  
    光路流程图和偏振分析器： r6MQ|@  
     dwJ'hg  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 =@{H7z(p&  
     n*bbmG1  
    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。 G9}[g)R*  
    Ld+}T"Z&M>  
    Parameter Run 的全局搜索： 6,s@>8n  
     2r[Q$GPM<  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 H={fY:%  
     W%~ S~wx  
    Parameter Run 设置 ~?[@KK  
     e2/&X;2  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； QLIm+)T  
     1Qf5H!5vx  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； #sNa}292"  
     WWq)Cw R  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ~v+& ?dg  
     / ^!(rHf  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 BflF*-s ^  
     d \0K 3=h  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 3(vI{[yhT  
    优化函数依据迭代次数进行显示： |h6)p;`gc  
    sV3/8W13  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 y>Nlj%XH  
     ;~/  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 ^$rt|]  
     \ m 2[  
    参数构成： #T !YFMh;  
     7jEAhi!Cq(  
    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%； I uhyBo  
      
    Hhfqb"2on  
    局部参数优化： 3tOnALv  
    c#U x{^ZE  
    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。 .}a@OLJd  
    J+Y&a&j.  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； N"HN] Y@w  
    7xWX:2l*?  
    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。 B>9D@fmzs  
    M|Z] B<_x  
    jsk<N  
    J,P7k$t2vv  
    参数定义： gsT%_2>CL  
    kiqq_`66  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 :vV?Yv%P)n  
    T[ mTA>d  
    缝宽10—190nm权重1e20  !X |Tf  
    3MkF  
    优化函数定义： dR $@vDm  
    %H%>6z x  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Qv']*C[!z  
    MIi:\m5  
    ——偏振对比度大于50（全波段） s_E iA _  
    &b{L|I'KYT  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 P#76ehR]K  
    @0Tm>s  
    #[Ns\%Ri0  
    选择下山简法进行局部优化。 u~a<Psp&|  
    7\5 [lM  
    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。 1/ j}VC  
    w[]7{ D];  
       CX\# |Q8q  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 $yc&f(Tv  
    |bB..b  
    优化过的参数为： |A0kbC.  
    qj=12;  
    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% H-0deJ[>  
    >/evL /  
    结论： ow]n)Te  
    s )_sLt8?  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 cl14FrpYu  
    %o*afd  
    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。 MhJq~G p  
    ]Alu~Dw  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 0'aZ*ozk  
    X~n Kuo  
    *|hICTWL  
    QQ：2987619807     sF(U?)48  
     
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