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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 KXYq|w  
     3"&6rdF\jB  
    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。 }LQ&AIRN  
     <gJ|Wee  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Y#C=ku  
     +5 @8't  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 [bE9Y;  
    `W{Ye=|[d#  
    相关案例：100.01,101.01 O{LWQ"@y  
     Ma wio5  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 3 u-j`7  
     4B!]%Mw;c  
    建模任务： ]J m9D=  
     R6CxNPRJ  
    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。 !P#lTyz  
     A+:K!|w  
    }_XKO\  
    优化目标： / ijj;9EB  
    v5 $"v?PT  
    —TE模偏振光的透过率最大化 @ttcFX1:W  
     8V^gOUF.  
    —TM模偏振光的透过率最小化 JFl@{6c  
     c\"oj&>A  
    优化函数： zgqe@;{  
     4 ILCvM  
    —最小化TE的透过率 RG#  
     )7[>/2aGd  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） o^7}H{AE  
    x~A""*B~  
     ) T 3y,*  
       Pg7W:L7  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ?OlYJ/!z3  
    pO GVD  
     NCl$vc;,  
    ]%F3 xzOk  
    优化的自由变量为： '<$(*  
    Vg&` f  
    —缝宽：10—190mm l% K9Ke  
     cfa#a!Y4  
    —光栅深度：20—200nm fHR1ku y  
     BX2&tQSp  
    优化算法： @N"h,(^  
     + ECV|mkk  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 a'XCT@B  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 lg;`ItX]  
     5H;*Nj@  
    光路流程图和偏振分析器： .KTDQA\  
     86.!s Q8b  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 6HFA2~A  
     c"77<Db$  
    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。 pA"pt~6  
    B5P++aQ  
    Parameter Run 的全局搜索： ~\Fde^1  
     |]Pigi7y-  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 |&h!#Q{7l  
     pB h [F5  
    Parameter Run 设置 h$4V5V  
     #](ML:!  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； zxTm`Dh;[  
     6D _4o&N  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ^ 4c2}>f  
     mWta B>f  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 5"]PwC  
     : :e=6i  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 _n Oio?  
     VBBqoyP h  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 mJ !}!~:  
    优化函数依据迭代次数进行显示： XZJ}nXy  
    3eFD[c%mN  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 >")%4@  
     0 l G\QT  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 m -7^$  
     K;gm^  
    参数构成： [&3G `8hY  
     laKMQLtv  
    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%； wC..LdSR  
      
    ,K8PumM_  
    局部参数优化： VCkhK9(N  
    6aXsRhQ~  
    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。 z2wR]G5!  
    nYTI\f/8v  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； nRb#M  
    R8O<} >3a  
    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。 /M\S^ !g@  
    2p(K0PtX  
    b;Q cBGwKT  
    (y=P-nm  
    参数定义： Ab cmI*y  
    DyYl97+Z?  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 <b{Le{QJ*  
    VL7zU->  
    缝宽10—190nm权重1e20 W(a=ev2sa  
    /XtxgO\T.  
    优化函数定义： on\0i{0l8  
    `b# w3 2  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） \/S?.P#L~  
    a~:'OW:Q  
    ——偏振对比度大于50（全波段） D@7\Fg  
    g>T'R Vb  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 &&Vz=6N  
    CYes'lr  
    v|CRiwx  
    选择下山简法进行局部优化。 CIYTs,u#  
    8{epy  
    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。 {*yhiE,  
    .lOEQLt  
       3#^xxEu  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 vAHJP$x  
    <?2[]h:wp  
    优化过的参数为： fL' 42  
    i[T!{<  
    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% wvBJ?t,  
    C4#'`8E  
    结论： <+ >y GPp  
    DLJu%5F  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 n)^B0DnIk  
    }#a d  
    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。 Ag#p )  
    drNfFx 2  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 . p<*n6E  
    KR?-<  
    GyRU/0'BME  
    QQ：2987619807     +*lSB%`aS  
     
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