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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 qS?^(Vt|R  
     0lU pil  
    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。 W)AfXy  
     %?BygG  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 xHe "c<  
     y?UB?2 VN  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 deOk>v&U  
    #i=m%>zjN  
    相关案例：100.01,101.01 EKUiX#p: M  
     Y/f8rN  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 N j:W6? A  
     r` sG!  
    建模任务： ~ E n'X4  
     PY#_$ C  
    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。 M4e8PRlI  
     1sq1{|NW~  
    :464~tHI[`  
    优化目标： L-Mf{z  
    drJUfsxV  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ;pqS|ayl  
     *9US>mVy  
    —TM模偏振光的透过率最小化 F.AP)`6+*  
     4veXg/l  
    优化函数： G[]h1f!  
     >VJ"e`  
    —最小化TE的透过率 ,U>G$G^  
     zqLOwzMlLx  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Bqw/\Lxwlf  
    qmtH0I7)  
     _$yS4=.  
       'jYKfq~_cJ  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 <m*j1|^{t  
    M %!O)r#Pn  
     MC1&X'  
    B;t{IYhq{  
    优化的自由变量为： +A1xqOB  
    #e[igxwi  
    —缝宽：10—190mm #'I<q  
     2^)_XVX1  
    —光栅深度：20—200nm } a!HbH  
     ,7;euV5X  
    优化算法： ,uZz?7mO  
     S~B{G T\M  
    —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。 !T.yv5ge'  
    —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。 bQHJ}aCi  
     OG^#e+  
    光路流程图和偏振分析器： Kc`#~-`,(  
     a``Q}.ST  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ;".]W;I*O  
     x5k6"S"1,  
    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。 cK75Chsu  
    PQ" v  
    Parameter Run 的全局搜索： ,#hNHFa'JH  
     |5*:ThC[  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 9 xFX"_J  
     7|<-rjz^  
    Parameter Run 设置 n66b(6"mO2  
     [jTZxH<  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； X\5EF7:S  
     Er|j\(jM  
    规划深度：20——200nm 步长10nm；  >1q:-^  
     X3l6b+p  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ,<;.'r  
     G5UNW<P2C  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 {<Xl57w-Q  
     dZ Ab' :  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 RggO|s+0;  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Zig3WiD&  
    /KhY,G'Z  
    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。 v>5TTL~?  
     !X1 KOG  
    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。 Lt {&v ^y  
     CL5t6D9Qi  
    参数构成： 5G=fJAG  
     9w-;d=(Q  
    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%； c22L]Sxo  
      
    E :UJ"6  
    局部参数优化： LHs^Xo18  
    |^O3~!JP(>  
    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。 hYVy65Ea  
    Se [>z(  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； MaP-   
    jtPHk*>^wu  
    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。 *-@@t+3  
    hmv*IF.  
    BUXlHh%<R  
    V# JuNJ  
    参数定义： Z )X(  
    {%z5^o1)  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 avd`7eH2  
    r: ,"k:C  
    缝宽10—190nm权重1e20 P]4@|u;=6[  
    l(~NpT{=V  
    优化函数定义： :D:J_{HJ  
    p9eTrFDy?  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Cil1wFBb  
    ZU5;w  
    ——偏振对比度大于50（全波段） n0w0]dJ&lc  
    nW]T-!  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Cp#}x1{  
    T>m|C}yy  
    ^Fwdi#g  
    选择下山简法进行局部优化。 MwWN;_#EO)  
    D}?JX5.  
    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。 RYM[{]4b5F  
    2&:nHZ)  
       _+qtH< F/  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 2~@Cj@P]  
    f1I/aRV:+  
    优化过的参数为：  bRx}ih  
    HCaEETk5  
    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% "SV/'0  
    !D 9V9p  
    结论： 78E<_UgcB  
    U.J/ "}5`T  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 8[u$CTl7a  
    O_Z   
    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。 Sp@{5  
    f:h<tlob  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ]Waa7)}DM  
    &DWSu`z  
    z_87 ;y;=  
    QQ：2987619807     ksQw|>K  
     
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