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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 h,Y{t?Of  
     zLE>kK  
    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。 A)~ /~  
     oR!n bm  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ze-TBh/  
     {IF}d*:  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 RcKQER  
    OYQXi  
    相关案例：100.01,101.01 o9DYr[  
     dVjcK/T<  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 /7!_un9  
     1D 3 dYVE  
    建模任务： }D&"z8mP  
     Ew)n~!s  
    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。 ,'/HcF?yf  
     Ac*B[ywA3  
    d;*OO xQV  
    优化目标： '2Mjz6mBDA  
    8ItCfbqa6  
    —TE模偏振光的透过率最大化 QE`:jxyad  
     ~5XL@jI^  
    —TM模偏振光的透过率最小化 "\wDS2M)  
     @1`W<WP  
    优化函数： ;p?42rCIcl  
     JI{OGr  
    —最小化TE的透过率 ,E n(gm  
     /*mFP.en  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） zyQ,unu  
    {+9^PC_hm;  
     rH [+/&w5  
       +aXMHT"U  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 $\JQGic`  
    0%q{UW2  
     )- Wn'C'Z  
    xIq"[?m  
    优化的自由变量为： n9mM5H47  
    BIHHRCe:@n  
    —缝宽：10—190mm _7t|0aNo\  
     '>S8t/  
    —光栅深度：20—200nm Q KDb  
     TA-(_jm  
    优化算法： 945 |MQPn  
     R?={{+O  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 d=c1WK  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 y5Z<uwXc  
      ?fqkM  
    光路流程图和偏振分析器： k=d%.kg  
     eKU@>5  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Np5/lPb1  
     ,_TH@0{   
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 _ z"ci$[  
    D KMbs   
    Parameter Run 的全局搜索： k7Be'E BKG  
     <*~BG)b  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 (dGM;Dq8  
     z wniS6R1  
    Parameter Run 设置 S9F]!m^i  
     b 'Nvx9=W  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； zei9,^ C  
     iJynR [7  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； n79DS(t  
     =^%Pwkz  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 2Xq!'NrS  
     s].'@_~s  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 (<:rKp  
     c?3F9 w#  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 FclSuQWti  
    优化函数依据迭代次数进行显示： uq#h\p|  
    \Im \*A   
    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。 -+S~1`0  
     5k7(!  
    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。 LBiv]3  
     VQW)qOR9  
    参数构成： xa%ktn  
     4- ?`#  
    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%； ^VLUZ  
      
    M$5%QM}  
    局部参数优化： :R_#'i  
    Vl QwVe  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 BBuYO$p  
    KohQ6q  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； %>*0.)wG  
    I5<#SW\a?  
    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。 X7B)jH%N  
    HDae_.  
    j/`qd(=B  
    A1s=;qr  
    参数定义： odT7Gq  
    k`J..f9  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 KA*l6`(  
    Gv2./<{#  
    缝宽10—190nm权重1e20 " ih>T^|  
    kBQenMm  
    优化函数定义： 2KNKdV3NK  
    *U^\Mwp  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） `] dx%  
    OTjryJ^  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ,I:m*.q  
    @Y<ZT;J  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 y2ws*IZ"  
    Tk|;5^#H  
    JU,RO oz(  
    选择下山简法进行局部优化。 :@807OYzy  
    p(&o'{fb  
    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。 1NHoIX  
    u:u 7|\q  
       'jlXLb  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 lp%.n= '\  
    ii] =C(e9  
    优化过的参数为： 1?#p !;&  
    O.8m%ZjD  
    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% 8&[<pbN)  
    [<1+Q =;  
    结论： X\)KVn`  
    pj-HLuZR  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 [^BUhm3a  
    # yRA. ;  
    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{?=:K  
    F0^~YYRJV  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 NF.6(PG|  
    ,( kXF:  
    7a_n\]t465  
    QQ：2987619807     fy-Z{  
     
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