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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 _m;Y'  
     SV-pS>#  
    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。 Cfa?LgSz  
     ,;UVQwY  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 1;SWfKU?.  
     '#^ONnSTn  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 " MlY G6  
    K4y4!zz  
    相关案例：100.01,101.01 T'FRnC^~  
     FLi)EgZXt  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021  E{h   
     z~Gi/Ln  
    建模任务： Fz-Bd*uS  
     R\)pW9)  
    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。 ]>&au8  
     ij/ |~-!  
    l,L#y 4#  
    优化目标： |]^OX$d  
    0z.Hl1  
    —TE模偏振光的透过率最大化 %b0..Zz  
     ~p^6  
    —TM模偏振光的透过率最小化 {Dqf.w>t  
     h8Kri}z;M  
    优化函数： $GEY*uIOa  
     /qEoiL###  
    —最小化TE的透过率 v-EcJj%  
     Ee d2`~  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） JuS#p5E #  
    c V=h 8F  
     p Gzzv{H  
       f8!*4Bw  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ?(4 =:o  
    #D&eov?  
     p8frSrcU  
    g7rn|<6FI  
    优化的自由变量为： G)G5eXXX  
    44b;]htv  
    —缝宽：10—190mm 7vubkj&  
     &V:iy  
    —光栅深度：20—200nm wHvX|GwMv  
     *6?h,Dt L  
    优化算法： EE=!Y NP]  
     4DaLmQ2O  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 f9?\Q'v8  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 { owK~  
     O'*KNJX  
    光路流程图和偏振分析器： 9s7sn*aB#5  
     [}}?a   
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 F$F,I,$ "  
     sFuB[ JJ}  
    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。 >$j?2,Za(V  
    jTH,GF  
    Parameter Run 的全局搜索： q ^Un,h64t  
     >hQeu1 ~W  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 |VQ17*4ff1  
     HN]roSt~  
    Parameter Run 设置 EIPNR:6t  
     ]yiwdQ  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； _o`+c wc  
     q'fZA;  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； >08'+\~:b  
     JvX]^t/}  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ^}fc]ovV  
     " N>~]  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 L3/m}AH,  
     Fuq ;4UcbL  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 -fKo~\Pr  
    优化函数依据迭代次数进行显示：  Wa7-N4  
    QH7"' u6  
    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。 gqJSz}'  
     ? Dm={S6  
    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。 K[r<-6TS  
     P'MfuTtT&  
    参数构成： %? -E)n[  
     cNOtfn6?F  
    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%； jwhc;y  
      
    z-ns@y(f@X  
    局部参数优化： W<| M0S{  
    cuzU*QW"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。 A{X:p3$eN  
    AtU%S9  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； xU<WUfS1  
    pZHx  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 n.is+2t  
    PgHe;^?j  
    GWd71ZtFO  
    1seWR"  
    参数定义： 5 XtIVHA@{  
    &Z'3n9zl  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 F/p/&9  
    w]1hoYuV  
    缝宽10—190nm权重1e20 BPO)<bx_  
    V9`?s0nn^  
    优化函数定义： lEAf\T7  
    M]|tXo$?  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Z:eB9R#2y  
    k0r93 xa  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 28 Q\{Z.  
    0MpZdJ  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 "xWrYq'"  
    cvOCBg38BH  
    Aq 5CF`e{  
    选择下山简法进行局部优化。 BN7]u5\7  
    & 6="r}  
    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。 (fNG51h!  
    J(>T&G;  
       aFw \ w>*^  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 2 o)8'Lp  
    ==#mlpi`S[  
    优化过的参数为： -XASS%  
    /aV;EkyO,  
    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% ~#MXhhqB  
    wE~&Y? ^  
    结论： <S ae:m4  
    m+|yk.md  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 GBYeiEgZh  
    Kj53"eW  
    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。  #nq$^H  
    x`:c0y9uG  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Lm&BT)*  
    ;SgPF:T>Q  
    *q&^tn b  
    QQ：2987619807     Talmc|h  
     
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