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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 G5RR]?@6V  
     FQ2  
    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。 YTpSHpf@  
     b#Z{{eLny  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 *@r/5pM2}  
     GT!M[*[  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 el<s8:lA  
    9J*\T(W  
    相关案例：100.01,101.01 mpEK (p  
      $s c  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 <#y[gTJ<'>  
     )!Z*.?  
    建模任务： p8H'{f\G  
     H8^(GUhyp  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 kr5">"7  
     S8w _ii3zd  
    5 +YH.4R  
    优化目标： 7qLpZ/  
    vq0Tk bzs  
    —TE模偏振光的透过率最大化 z'U1bMg  
     `$<.pOm  
    —TM模偏振光的透过率最小化 [M}{G5U.  
     S6M}WR^,  
    优化函数： mPK:R^RjG&  
     4 Y9`IgQ  
    —最小化TE的透过率 /P3 <"?#k  
     H8zK$!  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） J +DDh=%  
    7P5)Z-K[  
     \0I_<  
       FZ<gpIv!NS  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 [{,T.;'<j  
    l0w]`EE  
     LTCb@L{^i  
    fS:&Ak ];  
    优化的自由变量为： y`5 9A  
    #PW9:_BE  
    —缝宽：10—190mm FP`b>E qOH  
     v2\FA(BPn  
    —光栅深度：20—200nm _QE qk@ql  
     G1tY)_-8[  
    优化算法： 0c]/bs{}  
     l -mfFN  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 !cLo> ,4  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 z`}qkbvi  
     o]_dJB  
    光路流程图和偏振分析器： t%FwXaO#  
     TR`U-= jH,  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 1~`fVg  
     :zbQD8jv  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 P[ck84F/  
    DGF5CK.O  
    Parameter Run 的全局搜索： [`[|l  
     '<xXK@=KEI  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 J#(LlCs?@c  
     8z`G,qh  
    Parameter Run 设置 mb3"U"ohs  
     [;yOBF  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ) 7@ `ut  
     h0f;F@I  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； F6|]4H.3Q  
     SmH=e@y~Lx  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 fu ,}1Mq#  
     (@VMH !3  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 70nqD>M4  
     5yo%$i8I  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 5`  ~JPt  
    优化函数依据迭代次数进行显示： n\'4  
    ] vsz, 0  
    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。 At>DjKx]O  
     [5b--O  
    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。 xml7Uarc  
      . iI  
    参数构成： ]^7@}Ce_  
     9>/4W.  
    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%；  `25yE/  
      
    zxl@(h d  
    局部参数优化： Y =I'czg  
    2\{M:\2o  
    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。 uyWunpT  
    mdDOvm:&  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； _8J.fT$${  
    >\#*P'y`d  
    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。 "m8^zg hL  
    CwzZ8.o$i  
    &`r-.&Y  
    "|q& ea rc  
    参数定义： o#Dk& cH  
     8q!]y6  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 lgy <?LI\  
    u4?L 67x  
    缝宽10—190nm权重1e20 _6hQ %hv8  
    ;[YG@-"XZ  
    优化函数定义： 1n8/r}q'H  
    NwvC[4  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段）  4e7-0}0  
    -@2iaQ(5a2  
    ——偏振对比度大于50（全波段） |SSSH  
    Hzz %3}E  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。  7xlkZF  
    xLajso1g69  
    :eCwY  
    选择下山简法进行局部优化。 ML 9' |  
    I$G['` XX/  
    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。 V2EUW!gn 2  
    b_taC^-l  
       iWkWR"ys y  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 \*?~Yj #  
    _;y9$"A  
    优化过的参数为： {}przrU^c  
    `$ 9x1dx  
    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% khxnlry  
    &6!)jIWJ  
    结论： v{4$D~I  
    V f&zL Sgr  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 c)85=T6*aA  
    %wy.TN  
    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。 T'9'G M  
    :3Ox~o  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 $a]`nLUa  
    zC!t;*8a  
    @,+5y\]C  
    QQ：2987619807     H*R"ntI?w  
     
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