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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 !- f>*|@  
     7SzY0})<U  
    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。 o D;  
      p>v,b&06  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 >4TJH lB}8  
     *ggTTHy  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 WrbDB-uM  
    EQPZV K/  
    相关案例：100.01,101.01 AIsM:sV]  
     m}.ru)^p  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 |Hn[XRsf  
     9[DQ[bL  
    建模任务： )6)|PzMQ'  
     BOJ h-(>I  
    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。 "@B! 5s0  
     z.1 6%@R  
     N>`+{  
    优化目标： >`*iM  
    ;a!o$y  
    —TE模偏振光的透过率最大化 7HPLD&WPt  
     La%\- o  
    —TM模偏振光的透过率最小化 tYIHsm\b  
     %Hv$PsSJ  
    优化函数： L*tXy>&b.  
     ?>MD/l(l  
    —最小化TE的透过率 yp5*8g5  
     h7Jo _L7  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Ary$,3X2  
    :w_F<2d0 0  
     ->wY|7  
       ..FUg"sSO  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 iM2 EEC  
    3sGrX"0D  
     MIa].S#  
    4 E3@O  
    优化的自由变量为： J'9&dt  
    4W9!_:j(j  
    —缝宽：10—190mm hx4!P(o1  
     ;TSnIC)c  
    —光栅深度：20—200nm |}Mkn4  
     \$;\,p p  
    优化算法： w :FH2*  
     w%S<N  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 NOyLZa'  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 |U nTd$m  
     +azPpGZ=  
    光路流程图和偏振分析器： +^YV>;  
     uW>AH@Pij  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 _zh}%#6L  
     =@pm-rI|-  
    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。 e::5|6x  
    Y@eHp-[  
    Parameter Run 的全局搜索： 1@)]+* F*z  
     SJU93n"G/  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 {J})f>x<xM  
     O#O~A |  
    Parameter Run 设置 IX7d[nm39  
     mMN oR]  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； TG?;o/  
     p5F[( H|9  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； /l(:H  
     }"m@~kg=  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 1bzPBi  
     gY0*u+LF  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 >qtB27jV  
     ItM?nyA  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 2IjqT L  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 5mSXf"R^  
    N)poe2[  
    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<\cMY6  
     yWzvE:!)  
    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。 {h9#JMIA  
     !YJdi~q  
    参数构成： o\|dm. "f  
     nt;A7pI`  
    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%； 0?p_|X'_  
      
    ,6t0w|@-k  
    局部参数优化： Fg#*rzA  
    }$qy_Esl  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 u x:,io  
    gFDP:I/`  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； |lJXI:G G  
    D%^EG8i n.  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 NmB0CbB  
    >5^Z'!Z"  
    &OI=r vDmo  
     o{-PT'  
    参数定义： }1R k]$XC  
    *[.\ S3K`  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 $%1[<}<  
    2Y wV}  
    缝宽10—190nm权重1e20 SF.,sCk  
    {ReAl_Cm  
    优化函数定义： ORtl~V'  
    TP^.]I O-  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 8kMMQES  
    +!_^MBkk  
    ——偏振对比度大于50（全波段） /o|@]SAe.  
    $u3N ',&  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 i}wu+<Mk  
    PFPfLxna  
    H[>_LYZ8  
    选择下山简法进行局部优化。 }1 _gemlf  
    .mok.f<G_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。 c&0IJ7fZG  
    PKjA@+  
       R8],}6,;E}  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 /@wm?ft6Gk  
    ahV_4;yF  
    优化过的参数为： j ^_ G  
    Nju7!yVM_  
    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% q!AS}rV  
    -Q$$2QW!  
    结论： QGshc  
    wV-cpJ,}  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 *:&fw'vd,  
    BV!Kiw  
    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。 nmSpNkJ5  
    Tl=vgs1  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 B]Zsn`n  
    |Zt=8}di  
    XD|&{/O  
    QQ：2987619807     C&5T;=<jKO  
     
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