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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 ?g*#l d()  
     63R?=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。 ir^%9amh  
     fW^\G2Fk  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 kc#<Gr&Z&  
     Yg_;Eu0'?  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 wWV`k  
    QRb iO  
    相关案例：100.01,101.01 $|~YXH~O  
     Q; DN*  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 [_W#8{  
     3 D<s #  
    建模任务： FJ]BB4 K  
     _ZUtQ49  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 Qu4Bd|`(k  
     U1zcJ l^  
    !Cse,6/Z  
    优化目标： Y>v(UU  
    ~Y=v@] 2/  
    —TE模偏振光的透过率最大化 BK._cDR  
     ,CACQhrng  
    —TM模偏振光的透过率最小化 (6##\}L&9  
     M1(+_W`  
    优化函数： Bn>"lDf,  
     LU$aCw5 B;  
    —最小化TE的透过率 OhUEp g[  
     ^&gu{kP  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） .~J}80a/  
    @uru4>1_dy  
     }"k+e^0^  
       t As@0`x9  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ,khB*h14;h  
    fZM)>  
     '~-JR>  
    3/+r*lv>X  
    优化的自由变量为： H(}Jt!/:  
    F$[1KjS  
    —缝宽：10—190mm tuZA q;X  
     M6yzqAh  
    —光栅深度：20—200nm %"#%/>U4  
     )tc"4lp -  
    优化算法： cWG>w6FI  
     e)Q{yO  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 .9r+LA{  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 tu.Tvtudzj  
     x\/N09  
    光路流程图和偏振分析器： cb ICO  
     QuEfV?)_4  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 []opPQ 1  
     C)w11$.YQ9  
    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。 <zmtVE*>g  
    i7@qfe$fR  
    Parameter Run 的全局搜索： `U-i{i  
     y_aKW4L+  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 `$V7AqX(  
     xc|pl!ns  
    Parameter Run 设置 T)QZ9a  
     '3B\I#  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ]#)1(ZE  
     ARcPHV<(2  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； bwH l}3  
     ^;on  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 _oOE MQb  
     d=?Kk4Ag  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 "S#}iYp  
     [=Qv?am  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Y\CR*om!W  
    优化函数依据迭代次数进行显示： /]0-|Kg+R  
    g~zz[F 8U  
    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。 qx#k()E.U  
     .uu[f2.N+  
    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。  ;'^5$q  
     WD"3W)!  
    参数构成： <p_r{  
     G$hH~{Y$  
    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%； +kh#Jq.  
      
    <:v2 N/i  
    局部参数优化： x2@Q5|a  
    xR9<I:^&  
    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。 gY)NPi}!`  
    wI\ n%#  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Z^Y_+)=s  
    XaFu(Xu7  
    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。 QfLDyJv`e  
    %}t<,ex(yO  
    R-lB.9e#M  
    <IiX_*  
    参数定义： ?kOtK  
    *-KgU'u?  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 |nfFI  
    < 5%:/j  
    缝宽10—190nm权重1e20 *3,GQ%~/z  
    J;?#Zt]`L  
    优化函数定义： RbexsBq  
    5C03)Go3Z  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） wUnz D)  
    {9yv3[f3  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ~;m3i3D  
    XiP xg[;  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 +`;YK7o  
     y">_$  
    !/1aot^(  
    选择下山简法进行局部优化。 tbx* }uy2  
    %/b3G*$W  
    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。 2WKYf0t  
    2`D1cX  
       Zd2B4~V  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ~Y- !PZ  
    \S]"nHX  
    优化过的参数为： B@v\tpR  
    .X D.'S  
    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% O'<5PwhG  
    oCl $ 0x  
    结论： 3J^"$qfSn  
    -k$*@Hq  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 L4fM?{Ic:s  
    [M:ag_rm+f  
    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。 1qEpQ.:](  
    S4r-s;U-v/  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 )<]*!  
    X(sN+7DOV  
    /dT7:x*  
    QQ：2987619807     m7GM1[?r  
     
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