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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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    光币
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    光券
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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 W@I|Q -  
     71t* %  
    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。 4.5|2 \[  
     ]%u@TK7  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 fNW"+ <W  
     CTZ8Da^  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Jh!I:;/  
    @/ohg0  
    相关案例：100.01,101.01 2|*JSU.I  
     oc>{?.^  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 G\+L~t  
     rr02pM0  
    建模任务： 8p:e##%  
     ) u`[6,d  
    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。 @X;!92i  
     E;R n`oxk  
    N@Uy=?)ZJ  
    优化目标： lSVp%0jR  
    _v> }_S  
    —TE模偏振光的透过率最大化 f@|A[>"V  
     Zm_UR*"  
    —TM模偏振光的透过率最小化 +Z !)^j  
     &keR~~/  
    优化函数： 7 *`h/  
     ?WqT[MnK  
    —最小化TE的透过率 naR0@Q"\h  
     4i(JZN?  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） n|RJ;d30Q  
    =k^Y?.  
     ?FpWvyz|  
       Sp;G'*g  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 r\-uJ~8N  
    n%.7h3  
     9Hb6nm  
    n%o5kVx0  
    优化的自由变量为： 8"8t-E#?  
    #(N+(():  
    —缝宽：10—190mm %,@e^3B  
     PIoLywpRn  
    —光栅深度：20—200nm P"IPcT%Ob%  
     ?kH8Lw~{5W  
    优化算法： 2j}\3Pi  
     3yU.& k  
    —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。 1Vrh4g.l  
    —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。 v50bdj9}k  
     W_\5nF  
    光路流程图和偏振分析器： ZQ%'`q\c  
     :*Z4yx  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 {E9+WFz5  
     Ez fN&8E  
    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。 }Mp:JPH&S4  
    ;Q OBBF3HG  
    Parameter Run 的全局搜索： >_-s8t=|  
     l3Q(TH~I  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 qG?Qc (  
     7XTkX"zKj  
    Parameter Run 设置 Eg#K.5hJ  
     D%OQ e#!  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ORHp$Un~)  
     |Mu p8(gCk  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； =hC,@R>;  
     wsZF;8ut  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 M/>7pZW  
     s E2D#D  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 @"Fme-~  
     ]6(N@RC  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Zw5Ni Xj  
    优化函数依据迭代次数进行显示： [q) 8N  
    `.~N4+SP  
    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。 &5fJPv &  
     eTI%^d|  
    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。 Lsq A**=  
     ([T>.s  
    参数构成： }Jy8.<Gd^  
     1PVtxL?1P  
    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%； &C, 'x4c"  
      
    :dl]h&C^  
    局部参数优化： }Z@ovsG  
    LtWP0@JA  
    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。 U@_dm/;0&  
    0QXVW}`hz  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； J>wt (] y  
    3G,Oba[$<  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 `#F{Waww'  
    +Mo9kC  
    591>rh)  
    DBW[{D E  
    参数定义： :mh_G  
    C%$edEi  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 A!s`[2 Z  
    q0i(i.h  
    缝宽10—190nm权重1e20 Vwg|K|  
    bhTb[r  
    优化函数定义： R&8Iz yM  
    dt \TQJc~  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） y I HXg#  
    >Wm `v.-  
    ——偏振对比度大于50（全波段） b#uL?f  
    [;4 g  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 .0S~872  
    aktU$Wbwl  
    NPhhD&W_  
    选择下山简法进行局部优化。 rn/ /%  
    hm84Aq= f  
    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。 XX7{-Y y  
    5gH1.7i b  
       #a/5SZP Z\  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 *W4m3Lq  
    aE`c%T):`  
    优化过的参数为： Tzt8h\Q^z  
    `slL %j^"  
    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% `YFtL  
    9Tg IB  
    结论： "9ZID-~]  
    j~2{lCT  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 PlU*X8  
    <{dVKf,e  
    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。 _Zp}?b5Q  
    *rM^;4Zt  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 j@W.&- _  
    bZnuNYty75  
    2KB\1&N  
    QQ：2987619807     d?s<2RkPT  
     
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