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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 : #n>Q1}x  
     .qYQ3G'V  
    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。 \3K7)o^  
     qq[Dr|%7  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 z"7X.*]  
     ku}`PS0UGd  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Ml?KnSb  
    'YbE%i}  
    相关案例：100.01,101.01 *D[yA  
     ^liW*F"UY  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 (=1zMZ o  
     )xz_ }6b]  
    建模任务： DNqC*IvuzM  
     %WmTG }L)  
    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。 )^6Os2  
     (LXYx<  
    y[AB,Dd  
    优化目标： kou7_4oS  
    '+g[n  
    —TE模偏振光的透过率最大化 bd27])n(  
     JqYa~6 C  
    —TM模偏振光的透过率最小化 |:2B)X  
     i!RYrae  
    优化函数： }o[<1+W(.  
     x7i<dg&  
    —最小化TE的透过率 eq&QWxiD*  
     K@Q%NK,  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） cQBc6eAi  
    yUxz,36wZ  
     *W,[k&;:  
       j]R[;8g  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 <X& fs*x&  
    2@ZRz%(Oa&  
     $o$WFV+h  
    jk\V2x@DR  
    优化的自由变量为： O?A%  
    E GZiWBr  
    —缝宽：10—190mm gLZJQubz 6  
     vo&h6'i>7  
    —光栅深度：20—200nm >w.%KVBJ  
     3=Rk(%:;  
    优化算法： \M0's&1(  
     L=C#E0{i  
    —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。 ^\J-LU|"B  
    —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。 yA_ly <  
     mV4gw'.;7  
    光路流程图和偏振分析器： &0%B3  
     EQ :>]O  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 OP-{76vE&b  
     >NV1#\5_R@  
    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。 Rxlv:  
    aX |(%1r  
    Parameter Run 的全局搜索： a+a6P5kJ  
     +StsSZ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 U&a(WQV9&  
     rw gj]  
    Parameter Run 设置 e5 zi"~  
     8HIX$OX>2  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Acd@BL*  
     e+VE FWz  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； p1 HbD`ST  
     8$ #z>  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 W@'*G*f  
     +Kg }R5+  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 hk S:_e=  
     .P?n<n#  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 y*US^HJOZ  
    优化函数依据迭代次数进行显示： [fo#){3K  
    a1%}Ee  
    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。 H~>8q~o]  
     Zkqq<  
    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。 }4h0 {H  
     &%qDi_UD  
    参数构成： X(3| (1;sV  
     d\JB jT1g  
    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%； ,IE.8h)H  
      
    ~%f$}{  
    局部参数优化： V d]7v  
    Cx.##n0  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 -o!bO9vC  
    )EKWsGNe/  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； de.f?y  
    ZU+_nWnl  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 _9p79S<+  
    uwZ,l-6T  
    X-,oL.:c  
    *,*O.#<6  
    参数定义： @EyB^T/  
    .]JIo&>5  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 lQvgq  
    &1&OXm$  
    缝宽10—190nm权重1e20 J]{<Z?%  
    nKnrh]hX  
    优化函数定义： o76!7  
    =NI?Jk*iAq  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） e#mqerpJ  
    S?C.:  
    ——偏振对比度大于50（全波段） >w,jaQ  
    _<Ij)#Rq7  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 T JZ~Rpq  
    %N`_g' r!  
    k.o8!aCm  
    选择下山简法进行局部优化。 Yh fQ pe  
    4# ]g852  
    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。 @ F $}/  
    llWY7u"  
       ]j6K3  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Tcc83_Iq  
    k`|E&+og  
    优化过的参数为： vD?D]8.F~Q  
    1TR+p? "  
    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% M"/Jn[  
    q5z^y(Sv  
    结论： YZSQOLN{  
    Vwh ;QJxb  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 nLG)>L  
    L=EkY O%\"  
    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。 )z18:C3  
    G kG#+C0L  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Iz. h  
    kD%MFT4  
    #\QW <I#/  
    QQ：2987619807     !X~NL+  
     
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