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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    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 i\b^}m8c.N  
     jn(!6\n"  
    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。  8 zlvzp  
     _#&oQFdYR  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 o 7tUv"Rs  
     zaLPPm&f  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 j3`YaWw  
    BN%cX 2j  
    相关案例：100.01,101.01 +L.D3  
     FJCORa@?_  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 &QW&K  
     cHT\sJo`l  
    建模任务： ~xsJML  
     &p_iAMn:9  
    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。 |?Edk7`  
     oe|;>0yf  
    P!IA;i  
    优化目标： UQ;2g\([  
    JA9NTu(  
    —TE模偏振光的透过率最大化 PlS)Zv3  
     00dY?d{[D  
    —TM模偏振光的透过率最小化 3F!)7  
     h%W,O,K/  
    优化函数： kBrA ?   
     fmQif]J;;  
    —最小化TE的透过率 )8#-IXxp  
     myN2G?>;  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） sZr \mQ~  
    X`WS&!C<  
     |? fAe {*  
       V59!}kel1%  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 $t}W,?   
    l1]{r2g  
     R13k2jLSQ  
    >Ovz;  
    优化的自由变量为： S,Q^M )$  
    G/# <d-}_  
    —缝宽：10—190mm w+*rbJ  
     X@tA+   
    —光栅深度：20—200nm U>.5vK.+  
     "9aFA(H6w  
    优化算法： #rGCv~0*l  
     YzM/?enK}T  
    —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。 tKLeq(  
    —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。 aZ\Z7(  
     %5KK#w "  
    光路流程图和偏振分析器： _RxnB?  
     ~J+ qIZge  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 <D)@;A  
     .|07IH/Di{  
    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。 vf<Dqy<M.  
    2 YWO'PL  
    Parameter Run 的全局搜索： kJOZ;X=9/  
     !A% vR\  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 >.od(Fh{l|  
     y_q1Y70i2r  
    Parameter Run 设置 ~p n$'1Q  
     0]'  2i  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； -UzWLVB^  
     Nb_Glf  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； MMET^SO  
     DO*6gzW  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 sg}<()  
     K,|3?CjS  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 w%)RX<h dI  
     %++: K  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 <kwF<J  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 6 ]<yR> '  
    2h*aWBLk  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 9IG<9uj  
     %'e$N9zd  
    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。 \vc&V8  
     4Y1^ U{A+  
    参数构成： f B]2"(  
     !- QB>`7$  
    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%； ip{ b*@K  
      
    |r;>2b/ x  
    局部参数优化： L1Yj9i  
    !J<0.nO/:  
    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。 o(l%k},a  
    s!D2s2b9e  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； T8&sPt,f  
    m3P7*S5NJ7  
    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。 M3]eqxLC  
    w?nSQBz$  
    hH;i_("i(h  
    Xf7]+  
    参数定义： 30Qp:_D  
    ]K>bSK^TX  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 o::9M_;  
    f!5w+6(  
    缝宽10—190nm权重1e20 zlQBBm;fE  
    lcReRcjm  
    优化函数定义： I D-I<Ev  
    xpuTh"ED  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） |+sAqx1IF  
    ls9Y?  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 3jJV5J'"  
    p*YV*Arv  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 B]gyj  
    ]qq2VO<b  
    Tl-%;X<X  
    选择下山简法进行局部优化。 f61vE  
    gC kR$.-E  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ~Cynw(  
    ,g"JgX  
       3bo [34  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 awQGu,<N  
    })(robBkA  
    优化过的参数为： 7) RvBcM  
    b~)2`l  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% lm&^`Bn)  
    r #w7qEtD  
    结论： [GI2%uA0  
    0xCe6{86  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 {]m/15/$C  
    wzoT!-_X  
    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。 NzM,0q  
    > MRuoJ  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ? }`mQ<~  
    (47la$CR  
    }jWg&<5+z  
    QQ：2987619807     6jm/y@|F!  
     
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