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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 yl$Ko  
     hP:>!KJ  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 72$S'O%,0  
     F w{:shC  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 |k~AGc  
     #JYl%=#,  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 _4oAk @A  
    4`?PtRX  
    相关案例：100.01,101.01 knO X5UnS  
     N+.Nu= +i2  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 bB4FjC':  
     P 0\`4Cr!  
    建模任务： iZTU]+z!  
     p7\LLJ y  
    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。 xn, u$@F  
     !v2/sq$G  
    0^*,E/}P&  
    优化目标： Q7y' 0s  
    D@p{EH  
    —TE模偏振光的透过率最大化 fDYTupKXH  
     POk5+^  
    —TM模偏振光的透过率最小化 6EC',=)6R  
     0$Tb5+H5  
    优化函数： +1#oVl!  
     7s^b@&Le  
    —最小化TE的透过率 ksq4t  
     bF9.k  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 5_y w  
    p+b/k2 Q  
     QE/kR!r  
       l|+$4 Nb2  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 _L=-z*a\  
    ;):;H?WS|A  
     '-myOM7  
    `BZ|[ q3  
    优化的自由变量为： >}wFePl  
    n U=  
    —缝宽：10—190mm _#M4zO7  
     9'(^ Coq  
    —光栅深度：20—200nm 5~pxu  
     Qc Wg  
    优化算法： b7hICO-w  
     }bi hlyB&Q  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 Dlz0*eHD  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 8nZ_.  
     (<B%Gy@  
    光路流程图和偏振分析器： B _ J2Bf  
     m>Z3p7!N}  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 8'E7Uj  
     K!AA4!eUzM  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 ~_0XG0oA  
    N5W!(h)  
    Parameter Run 的全局搜索： DN%JT[7  
     WUau KRR.  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 E4=D$hfq`  
     c)Ng9p  
    Parameter Run 设置 a`:F07r  
     !d 4DTo  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； >'#vC]@  
     .|CoueH  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 'uzHI@i  
     HjzAFXRG  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 W $mw9  
     3u t<o-  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 {oAD;m`  
     ouyZh0 G  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 G_qt~U  
    优化函数依据迭代次数进行显示： g?iZ RM  
    ^7Z? }tgU  
    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。 L{1[:a)']B  
     7}NvO"u  
    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。 cSv;HN:  
     daCkjDGl\  
    参数构成： F<iV;+  
     ^r<l#D,  
    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%； Za?BpV~  
      
    ]N\D^`iQ  
    局部参数优化： t%,:L.?J#  
    P}=n^*8(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。 'Sgz\ =K  
    ;y7+Q  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 3xRn  
    vz3olHX  
    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。 U:@tdH+A7  
    yzl}!& E  
    -ert42fN  
    00SS<iX  
    参数定义： toU<InN  
    InRRcn(  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 "5ISKuL  
    O9<oq  
    缝宽10—190nm权重1e20 4Q1R:Ra  
    X%og}Cfi  
    优化函数定义： 7wY0JS$fz  
    iZ/iMDfC  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） [5!{>L`  
    4Wvefq"  
    ——偏振对比度大于50（全波段） =b"{*Heuw  
    7/KK}\NE  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 *Jt+-ZM  
    xFIzq  
    7$Wbf4  
    选择下山简法进行局部优化。 o*E32#l  
    !M)] 1Y  
    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。 Z:<wB#G  
    eNH9`Aa  
       S|KUh|=Q  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 2[1t )EW  
    uK#2vgT  
    优化过的参数为： p Djt\R<f  
    +~:OUR*>  
    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% LOG>x!  
    " o 3Hd  
    结论： L?M x"  
    WuI$   
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 e%)MIAS0  
    |#BN!kc  
    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。 *c%{b3T_  
    ={]POL\ A  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 sV0NDM0  
    RU/SJ1wM"  
    ZP@NV|B  
    QQ：2987619807     Q.3:"dT  
     
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