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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 wl&T9O;?  
     M\-[C!h,  
    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。 *@p"  
     m2"wMt"*V  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 UI"UBZZ$  
     #:By/9}-  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 eh> |m> JY  
    >I/@GX/  
    相关案例：100.01,101.01 qYJ<I'Ux O  
     +80bG(I_  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Y[]I!Bc  
     _",< at  
    建模任务： 1y\bJ  
     1YQYZ^11  
    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。 W@ &a  
     :9av]Yv&  
     %S%IW  
    优化目标： <b .p/uA  
    Hqs!L`oW)  
    —TE模偏振光的透过率最大化 i1XRB C9  
     tH4 q*\U  
    —TM模偏振光的透过率最小化 w^Yo)"6  
     1ANFhl(l  
    优化函数： URs]S~tk  
     }I-nT!D'y  
    —最小化TE的透过率 &a=78Z  
     8lzoiA_9  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 9TQVgkW  
    WG3!M/4r H  
     fLqjBG]<  
       !^&VZh  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 FR[I~unqD  
    pZ}B/j  
     2|=hF9  
    jLM([t  
    优化的自由变量为： =\|,hg)c  
    u*): D~A  
    —缝宽：10—190mm m$=}nI(H  
     qFwt^w  
    —光栅深度：20—200nm )v_v 7 ~H&  
     ]"b:IWPeI  
    优化算法： `YC7+`q  
     eA86~M?<o  
    —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。 )~)l^0X  
    —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。 NIVR;gm  
     r'j88)^  
    光路流程图和偏振分析器： (_"Zbw%cJy  
     IycZ\^5*-  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 %jy$4qAf%  
     +/Y2\ s  
    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。 $BMXjXd}  
    iuGwc086  
    Parameter Run 的全局搜索： Q5T3  
     n)"JMzjQ<  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 \OtreYi  
     erW2>^My  
    Parameter Run 设置 %K4M`R|2]  
     Y&j`HO8f  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； <O 0Q]`i  
     /uX*FZ  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Y4 HN1  
     +1YEOOfVY  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 OQ hQ!6  
     MGsQF#6]  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Ajm!;LA[jO  
     lQ`=PFh  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 }n4 T!N  
    优化函数依据迭代次数进行显示： +4_,, I  
    M,_ $s,  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 j=irx5:  
     2I [zV7 @t  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 P0}{xq'k9v  
     ?&#LmeZ}K  
    参数构成： F-wAQ:  
     olv?$]  
    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%； nK :YbLdK,  
      
    }+n|0xK  
    局部参数优化： u_$4xNmQ  
    1#6emMV.`  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 m%`YAD@2z  
    Pgr2 S I  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ]|tg`*l!>  
    I?}jf?!oM  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 kZz'&xdv'.  
    GNMOHqg4  
    O|,9EOrP  
    i`2SebDj'w  
    参数定义： ;7z6B|8  
    ]nUrE6  
    规划深度为20-200nm，权重1e20  C7ivA h  
    {IJ;)<>&VE  
    缝宽10—190nm权重1e20 %US&`BT!  
    ESRj<p%W  
    优化函数定义： hJ{u!:4  
    9)1Ye  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） NS z }  
    VQHB}Y@^  
    ——偏振对比度大于50（全波段） C*b[J  
    9Vm1q!lE  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 sWo`dZ\6WB  
    5q0L<GOrj  
    ZX:rqc  
    选择下山简法进行局部优化。 UmWXv#q\l  
    7yfh4-1M  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 jXE:aWQht  
    TM(y%!\  
       'Nl hLu  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 BS##nS-[  
    ,XO@ZBOM  
    优化过的参数为： XG.[C>  
    wli cuY?  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% Jr !BDg  
    ^f! M"@  
    结论： ;n Bf  
    :Ph>\aG  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 R|C`  
    L5FOlzn  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 6]?%1HSi  
    "sN%S's  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 H:c5 q0O^x  
    N@c G jpQ  
    _cs(f<>oCO  
    QQ：2987619807     ki'$P.v{$w  
     
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