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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 D #Ku5~j  
     SSrYFu"  
    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。 9$Dsm@tX  
     yH<a;@C  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长   mN^/  
     g#}a?kTM@  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 kklM"Av  
    /\-iV)h1@  
    相关案例：100.01,101.01 ;)7GdR^K  
     b~Q8&z2  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ~E^lKe  
     ;}W-9=81  
    建模任务： 5,~Ju>y*  
     Pbo759q 1  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 m,|)$R  
     _(zPA4q8q  
    WAzn`xGxR"  
    优化目标： Ex`!C]sQ  
    bf*VY&S- T  
    —TE模偏振光的透过率最大化 3*<?'O7I0  
     9V/:1I0?&0  
    —TM模偏振光的透过率最小化 /9wmc2  
     ba`V`0p-(  
    优化函数： @b]?Gg  
     }<7S% ?TY  
    —最小化TE的透过率 dd> qy  
     BXj]]S2  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） OA?pBA  
    bw[s<z|LKA  
     0; PV gO;9  
       9*b(\Z)N  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 a`t <R  
    -:]-g:;/  
     YEiQ`sYKG  
    d) i64"  
    优化的自由变量为： d!z}! :  
    *Y\C5L ]  
    —缝宽：10—190mm GB&^<@  
     [gE_\=FSKu  
    —光栅深度：20—200nm a?K3/0G  
     kaG@T,pH(  
    优化算法： ]Te,m}E  
     %xuJQuCqf  
    —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。 .KeZZLH  
    —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。 xC}9W6  
     f8JWg9 m  
    光路流程图和偏振分析器： 8G<{L0J%!  
     eY'< UO  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 HA#9y;\  
     S?BI)shmg  
    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。 umJ!j&(  
    eWw# T^  
    Parameter Run 的全局搜索： MUjfqxTT  
     :41Ch^\E  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 _Gb O>'kE  
     w;=g$Bn  
    Parameter Run 设置 l'm\ *=3  
     o-7,P RmKN  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； E#A%aLp0E  
     ?#]wx H,  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； U9/6F8D1Y1  
     2^f6@;=M  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 NG\g_^.M  
     {I^@BW-  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 79MF;>=tV  
     %}/|/=  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 V X"! a  
    优化函数依据迭代次数进行显示： f:u3fL  
    Y k @/+PE  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 E9 6` aF{]  
     chs] ,7R  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 S:YQVj  
     q>5 K:5  
    参数构成： H:5- S  
     ~|kSQ7O^  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； 5u=$m^@{  
      
    ~M Mv+d88  
    局部参数优化： Wfp>BC  
    ;'i>^zX`  
    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。 <l!{j?Kx  
    3 z~d7J  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； sn-P&"q  
    "f N=Y$G  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 t;/s^-}  
    tcD DX'S  
    J<h! H  
    }_|qDMk+  
    参数定义： W<tw],M-#  
    h*B7UzCg  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 5e|yW0o  
    -.t/c}a#  
    缝宽10—190nm权重1e20 8m"(T-wb6{  
    D4IP$pAD  
    优化函数定义： [$e\?c  
    U@:h';.  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Z(wj5;[G  
    H7?Sd(U  
    ——偏振对比度大于50（全波段） u6MHdCJ0y  
    &OXm^f)K  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 F!qt=)V@w  
    H_vGa!_  
    g|=1U  
    选择下山简法进行局部优化。 .9VhDrCK  
    _2~+%{/m,  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 .g?Ppma  
    wY xk[)&Y  
       ,?oC+9w  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 1Rd2Xb  
    Qr9@e Q1Pp  
    优化过的参数为： GzEvp  
    7w5C NV  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% 5iZx -M  
    cTa$t :K@  
    结论： Lu5lpeSQ  
    34c+70x7  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 =Ohro '   
    0@>  
    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。 }P\J?8  
    1<D^+FC4b,  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 &hu3A)%  
    4)Ab]CdD  
    oZ\zi> Y,  
    QQ：2987619807     mTBSntZx  
     
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