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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 ;YH[G;aJ  
     p 2 !FcFi  
    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。 @*O?6>  
     pn%#w*'  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 r>n" 51*  
     erFv(eaDK  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 $G !R,eQ  
    jRj=Awy  
    相关案例：100.01,101.01 Y83GKh,*  
     q=5l4|1  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Mi 0sC24b|  
     C/tr$.2H=  
    建模任务： b2) \ MNH  
     ,YLF+^w-  
    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。 \3zj18(@8!  
     j^SZnMQf  
    j8$Zv%Ca%  
    优化目标： Poy^RpnX  
    Mr3-q  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ")UwkF  
     q]c5MlJXF  
    —TM模偏振光的透过率最小化 JK)qZ=  
     -$-8W  
    优化函数： h*l&RR:i  
     6|;Uq'  
    —最小化TE的透过率 \caH pof  
     ^DAu5|--R  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） /@YCA}|/  
    wEEn?  
     jai|/"HSXw  
       Gi?_ujZR  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 0kDBE3i#  
    #I0pYA2m  
     \:_3i\2p  
    ERz;H!pU8  
    优化的自由变量为： 7+,vTsCd  
     xvm5   
    —缝宽：10—190mm ?dq#e9  
     vNDu9ovs-  
    —光栅深度：20—200nm wN Wka7P*  
     2U$"=:Cf  
    优化算法： vF={9G  
     Z S|WnMH  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 ZFn(x*L  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 /b[2lTC-e  
     + ,4" u  
    光路流程图和偏振分析器： ~(X(&  
     mOBACTY^  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 wS XVyg{  
     xBM>u,0.F  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 zF&=U`v  
    OI/@3"L{  
    Parameter Run 的全局搜索： <nHkg<O6Y  
     -1%OlKC  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 +pmu2}E.3  
     [0@`wZ  
    Parameter Run 设置 grom\  
     URTzX 2'[  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； >,5i60Q  
     .qD@ Y3-  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； S-F o  
     }VCI=?-  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 %V_-%/3Z  
     vZAv_8S)  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 B(5c9DI`  
     8*a), 3aK  
    使用扫描模块进行参数联合调查。  Lc2QXeo8  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 1 Y/$,Oa5  
    9<1F[SS<s9  
    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。 wa09$4>_w  
     iLX_T]1  
    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。 R)8s  
     msx-O=4g  
    参数构成： F2I 5q C/  
     gX @`X  
    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%； 2.I^Xf2  
      
    nHOr AD|&  
    局部参数优化： =t0tK}Y+4  
    >t+ qe/  
    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。 =\kMXB  
    &)9{HRP  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； %:9oDK  
    e{w>%)rcP  
    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。 x_w~G]! /  
    '?5j[:QY@  
    @R6 ttx  
    <, @%*G1-  
    参数定义： z%d#@w0X1  
    p3951-D  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 vDj;>VE2b  
    :' #\  
    缝宽10—190nm权重1e20 S -&)p@4  
    >4i>C  
    优化函数定义： sH#X0fG  
    v syWm.E  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） c/3$AUsuO  
    DT(d@upH  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 2a=sm1?  
    7:=k`yS,  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 S]/b\ B.h+  
    7{kP}?  
    0HeD{TH\  
    选择下山简法进行局部优化。 0"WDH)7hJ  
    ]wn/BG)  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 (GK pA}~R  
    :%r S =f  
       p^)B0[P9  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 {<$b Aj  
    /%rq hHs  
    优化过的参数为： vv0Q$ O->  
    wVl+]zB  
    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% b0<o  
    W#w.h33)#6  
    结论： F3U`ueP  
    9i$NhfOe  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 T/r#H__`  
    W_YY#wf_  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 *#U+qgA;`  
    9/o vKpY  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 m"2d$vro"  
    ^_+XDO  
    _wDS#t;!M  
    QQ：2987619807     I s57F4[}  
     
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