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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  tPQ|znB|  
     0u1ZU4+EC  
    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。 @QV0l]H0+  
     D#UuIZ  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 g!R7CRt%  
     \?; `_E`j  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 YZ5,K6u  
    #m,H1YH M  
    相关案例：100.01,101.01 y92R}e\M  
     Ez;Qo8  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 =nHKTB>  
     i+h*<){X  
    建模任务： k?Z:=.YW  
     Ec!!9dgRQ  
    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。 i}VF$XN  
     JcWp14~e  
    W w,\s5Uw  
    优化目标： Hl,{4%]  
    )[ A-d(y=  
    —TE模偏振光的透过率最大化 q0NFz mG  
     :D*U4< /u  
    —TM模偏振光的透过率最小化 lG)wa  
     *Jgi=,!m  
    优化函数： y6nP=g|')>  
     Jqj!k*=/  
    —最小化TE的透过率 f^FFn32u  
     A#. %7S  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 1Z) Et,  
    $DoR@2 ~y  
     hI'WfF!X  
       ~Jk& !IE2  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 h+}BtKA  
    xj3 qOx$  
     fZ$b8  
    q#tUDxf(|  
    优化的自由变量为： bZ\R0[0  
    =#2c r:1  
    —缝宽：10—190mm j|t=%*  
     rP:g`?*V  
    —光栅深度：20—200nm +nE>)ZH  
     nF@**,C Q  
    优化算法： OP`f[lCiL  
     j6GIB_  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 J,F1Xmr4  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 ?H=q!i  
     8:$h&aBI  
    光路流程图和偏振分析器： JM3[ yNSN@  
     w*-42r3,'  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 C^L+R7  
     krUtOVI  
    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。 M7TLQqaF  
     r{;NGQYs  
    Parameter Run 的全局搜索： P.y +jyu  
     ZwkUd-=0i  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 BpZ~6WtBq  
     ?{ N,&d  
    Parameter Run 设置 ./#YUIC  
     l~i?  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； pey=zR!  
     AS7L  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； B*T n@t W  
     Q;]JVT1  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 3`bQ0-D;  
     $aV62uNf  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 GbSCk}>  
     <T}^:2G|  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 qX ,q*hr-  
    优化函数依据迭代次数进行显示： <Ht"t]u*Bn  
    vGkem J^/  
    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。 =W~7fs  
     IRN,=  
    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。 Pk;\^DRC  
     DpRMXo[  
    参数构成： C%z)D1-  
     2][9Wp  
    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%； 731Lz*IFg  
      
    \Y4(+t=4  
    局部参数优化： dKzG,/1W[m  
    y98FEG#S}  
    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。 |'h (S|  
    "t0^4=c+7  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； q3x"9i `  
    tu\XuDk y  
    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。 B4y_{V  
    2FMmANH0ev  
    3"h*L8No  
    &<t%u[3  
    参数定义： 2Re8rcQQU  
    JP>EW&M  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 zG9FO/@av  
    Z>g72I%X  
    缝宽10—190nm权重1e20 V'kBF2}   
    >V"{]v  
    优化函数定义： tx09B)0  
    ?w:\0j5 ~  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） hIV9.{J  
    Ca~8cQ  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Wd'}YbC  
    7h\is  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 \@@G\\)er  
    {8m&Z36E  
    \rr"EAk]  
    选择下山简法进行局部优化。 hk?i0#7W  
    `y>m >j  
    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。 .#&)%}GC  
    Nw"df=,{  
       sl$6Zv-l%0  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Oe Q[-e  
    =F \Xt "  
    优化过的参数为： F@<cp ?dR  
    JG;}UuHYM  
    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% U^_\V BAk  
    <WUgH6"  
    结论： f#l9rV"@g  
    tR!C8:u  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 <-1:o*8:}  
    /we]i1-9  
    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。 Mi.#x_  
    fM.#FT??  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 /`m* PgJ  
    Q&I #  
    pLu5x<  
    QQ：2987619807     3HyOQD"{  
     
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