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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 i(k]}Di:  
     S24wv2Uw i  
    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。 v\UwL-4[  
     i{$h]D_fD  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Po: )b  
     # XD-a  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 -a}d @&  
    08!pLE  
    相关案例：100.01,101.01 WLTraB[?  
     1;4 ] HNI  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 (xJZeY)-b^  
     _IK@K 6V1  
    建模任务： MwlhL?  
     ]757oAXl  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 d/57;6I_  
     0uf'6<fR  
    }5)sS}C  
    优化目标： gD\  =  
    zgdOugmmt_  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Z{|U!tn  
     BK_x5mGu3  
    —TM模偏振光的透过率最小化 INyakAmJ}-  
     y'9 bs  
    优化函数： -cjwa-9 ~  
     ~\ 9bh6%R  
    —最小化TE的透过率 NTHy!y<!h  
     '5Zt B<  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） r# }`{C;+5  
    H@uCbT  
     `W8A *  
       4gTD HQP  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 r`Qzn" H  
    @CSTp6{y  
     COx<X\  
    (]Z$mv!  
    优化的自由变量为： 0$n0f u  
    (L)tC*Qjc  
    —缝宽：10—190mm @+v;B:  
     P| [i{h  
    —光栅深度：20—200nm ]Y3|*t(\  
     rsp?N{e  
    优化算法： 1,p[4k~Ww  
     0@9.h{s@  
    —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。 ;)^eDJ<  
    —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。 H-Uy~Ry*T  
      !,*#e  
    光路流程图和偏振分析器： ~$0Qvyb>  
     y s5b34JN  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 K#=)]qIk  
     QOECpk-  
    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。 Tm8c:S^uq)  
    MSm vQ  
    Parameter Run 的全局搜索： L`yyn/2>  
     qp-/S^%  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 c1IK9X*  
     mW_<c,3D.  
    Parameter Run 设置 gJNp]I2R  
     vG'JMzAm  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ndkV(#wQS  
     t(4%l4i;X  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； U!"+~d)  
     2WjQ-mM#  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 N/A.1W  
     qY24Y   
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 9w -t9X>X  
     lc%2Pi[X  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 6#+&_ #9  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Rx$5#K!%M  
    7Q<xC  
    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。 E%M~:JuKd?  
     I$4GM  
    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。 Kq|L: Z  
     &~+lXNXF  
    参数构成： Vwp fkD`  
     V4GcW|P4y  
    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%； N\IdZX%u  
      
    fiSc\C~  
    局部参数优化： g?ID}E ~<  
    X[:&p|g]  
    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。 .c'EXuI7),  
    W@w#A]  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； +_gPZFpbx  
    f i-E_  
    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。 Be{7Rj v  
    Oo<^~d2=  
    .~0A*a  
    8CxC`*L(  
    参数定义： lm}mXFf#  
    }d2]QD#O  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 w!7f*  
    j_E$C.XU{g  
    缝宽10—190nm权重1e20 UNcS\t2N  
    k,S'i#4q4  
    优化函数定义： ~S)o ('  
    :qi"I;=6  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） i,BE]w  
    QDS=M]  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 0n S69tH  
    ~Rx[~a  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 dm1W C:b  
    N3Ub|$}q  
    ajuwP1I  
    选择下山简法进行局部优化。 <">tB"="b  
    mT;1KE{J{  
    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。 >ZKE  
    [ZS}P  
       <U=:N~L  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 F{\MIuoy  
    -E#!`~&V  
    优化过的参数为： f5+a6s9  
    k 41lw^Jh  
    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% a!}.l< )  
    ^1M:wX r  
    结论： _8b)Xx@5  
     :\1:n  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ~qm<~T_0  
    ;Y#~2eYCz  
    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。 T_O\L[]p*  
    @2-Eky  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 , KF>PoySA  
    }zi:nSpON  
    r*<)QP^B~  
    QQ：2987619807     uYAPGs#k  
     
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