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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 &Lw| t_y  
     3-05y!vbcE  
    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。 5>HI/QG  
     h4/rw fp^  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 d={}a,3?  
     SO)??kQ{U  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 4ZIXG,@mZJ  
    ,RZktWW_  
    相关案例：100.01,101.01 S(Pal/-"  
      tua+R_"  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 {9)f~EbM!  
     Ah,Zm4:  
    建模任务： 7Q`4*H6  
     .f}I$ "2  
    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。 ?@nu]~  
     cH#` f4  
    [# _ceg1G  
    优化目标： +#W5Qb}VR  
    WIg"m[aIs  
    —TE模偏振光的透过率最大化 (<ejJPWT  
     W`Soa&9  
    —TM模偏振光的透过率最小化 it.l;L_nW  
     6jn<YR E-  
    优化函数： eRGip2^cq+  
     Gqs8$[o  
    —最小化TE的透过率 |y]#-T?)t  
     %>f:m!.  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） !} 1p:@  
    M! s&<Bi  
     fROhn}<**[  
       <Z vG&  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 O:#to  
    Z#F2<*+Pe  
     'K0Y@y  
    dLAElTg  
    优化的自由变量为： u+Li'Ug  
    n_aKciF  
    —缝宽：10—190mm eC1cE  
     k,r\^1h  
    —光栅深度：20—200nm Y4i-Pp?  
     Bp}<H<@  
    优化算法： 4'{j'kuv  
     )wKuumet  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 Y A;S'dxY  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 l_8t[  
     |h.he_B+7  
    光路流程图和偏振分析器： k\EMO\je  
     i$ Zhk1  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 7_JK2  
     Tj.;\a|d  
    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。 u~G,=n  
    [E=t{&t  
    Parameter Run 的全局搜索： Z!#zr@'k  
     'j}%ec1  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 n&@\[,B  
     50CU|  
    Parameter Run 设置 A }dl@  
     I@[.W!w  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； gllXJM^ -  
     ; LTc4t  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； T9u/|OP  
     #MI}KmH  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 pO"V9[p]  
     ?+51 B-  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 p#3P`I>ZrT  
     1(C%/g#"  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 O10h(Wg  
    优化函数依据迭代次数进行显示： bGDV9su  
    Zr`: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。 P_w+p"@m  
     _w(SHWh2  
    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。  37{mhU  
     :U?Kwv8s  
    参数构成： '*W/Bett  
     V" I+E  
    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%； ]{dg"J  
      
    (/c9v8Pr(7  
    局部参数优化： 1C:lXx$|  
    m\j'7mZ1  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 )V+ ;7j<"D  
    1[dza5  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Io| 72W}rg  
    ~GMlnA]6  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 7IjFSN>  
    aA=qel  
    eFbr1IV  
    Zs)HzOP)9  
    参数定义： RBiDU}j  
    3%'$AM}+s  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 }F**!%4d  
    'R?;T[s%  
    缝宽10—190nm权重1e20 ]*Zg(YA  
    ,D>$N3;  
    优化函数定义： Hb IRE  
    7 zK%CJ  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Q+gQ"l,95  
    'Aai.PE:  
    ——偏振对比度大于50（全波段） |no '^  
    =p:D_b  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 #\o VbVq  
    T+RfMEdr  
    'ym/@h7h  
    选择下山简法进行局部优化。 6 C;??Y>b  
    vY:A7yGW  
    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。 wF[^?K '  
    nO2-fW:9]  
       a";(C ,:0  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 (+(YO\ng6  
    Q]A;VNx  
    优化过的参数为： u:NSPAD)  
    M+9G^o)u  
    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% 8E ^yHd4Y  
    #8QQZdC8`  
    结论： o"J}@nF  
    PL[7|_%  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 S2h?Q $e3  
    c{7!:hi`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。 2/x+7F}w5  
    s=#3f3  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Zw` Xg@;xP  
    E_MGejm@  
    Y }aa6  
    QQ：2987619807     <9B\('  
     
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