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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 l,*yEkU  
     89LpklD  
    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。 t{/hkXq]  
     u~$WH, P3  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Ni+3b  
     lhLnygUk  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 a{<p '_  
    [8,PO  
    相关案例：100.01,101.01 H7{Q@D8  
     DRH'A!r!  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 NJn&>/vM  
     6BDt.bG  
    建模任务： u~" siH  
     k4S} #!  
    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[@i;f^g  
     kP)YgkE  
    :|Z$3q  
    优化目标： FJO"|||Y'|  
    oS~}TR:}  
    —TE模偏振光的透过率最大化 c]6V"Bo}A  
     'Pf_5q  
    —TM模偏振光的透过率最小化 g(m xhD!k  
      ;KZrl`  
    优化函数： wb]*u7G t/  
     Y.q>EUSH  
    —最小化TE的透过率 }KK2WJp#M  
     XR|"dbZW.0  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） {I`B[,*  
    }c} ( 5  
     /@Ez" ?V2  
       +AB6lv  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 3@&bxYXm  
    pss6Oz8  
     ;_iPm?Y8  
    ([Ebsj  
    优化的自由变量为： bFSlf5*H  
    jRofG'  
    —缝宽：10—190mm 1xz\=HOT  
     Ejq=*UOP  
    —光栅深度：20—200nm SC'BmR"ox  
     "ml?7Xl,n  
    优化算法： ^"1TPd|  
     5|{)Z]M%9  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 O:1DOUYXs  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 YZibi  
     R8tF/dx>7  
    光路流程图和偏振分析器： eK9TAW  
     \E Z+#3u  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 gC`)]*'tE  
     wy''tqg6  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 9UP:J0 `  
    s|Zx(.EP  
    Parameter Run 的全局搜索： }&1Iyb  
     P<u"97@8a  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 s;J\Kc?"|  
     va5FxF*%  
    Parameter Run 设置 4b4QbJ$  
     CN/IH   
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ;W0]66&  
     6yI}1g  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； X/Y#U\  
     71O3O7  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 }kE87x'  
     =2,0Wo]$  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 j5\$[-';  
     Ib1e#M3  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 n>P! u71  
    优化函数依据迭代次数进行显示： a=+T95ulDy  
    ^Gq5ig1rxy  
    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。 J3G7zu8  
     Wt J{  
    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。 cn%2OP:L^  
     I]X  
    参数构成： 8.?E[~  
     ?U_9{}r  
    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%； '"'Btxz  
      
    ID4~ Gn  
    局部参数优化： 9cQ_mgch  
    ;xK_qBIP  
    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。 "!H@k%eAM|  
    F}U5d^!2  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； A62<]R)n  
     ]>Si0%  
    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。 ''S&e  
    dig~J\  
    kZVm1W1  
    xMI+5b8  
    参数定义： aV>aiR=  
    m&IsDAn  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 W J+> e+  
    z<pJYpxH  
    缝宽10—190nm权重1e20 e"Rm_t  
    @u) 'yS  
    优化函数定义： vG Vd  
    F Z!J  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Ftv8@l  
    sG,+  
    ——偏振对比度大于50（全波段） mJC3@V s  
    rg5]&<Vq8  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 )NT5yF,m  
    4:mCXP,x  
    <y)E>Fl  
    选择下山简法进行局部优化。 ;;V\"7q'  
    47UO*oLS  
    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。 +a|/l  
    6;oe=Q:Q  
       W f@t4(i  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 YQgNv` l}  
    c8A`<-\MfB  
    优化过的参数为： tNnyue{p  
    ksWSMxm  
    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% 6^#uLp>  
    4;KWG}~[o  
    结论： ZA\/{Fw  
    4nkE IZ  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 R$m`Z+/@  
    7Kf}O6nE  
    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。 cDV ^8 R  
    :0 ^s0l  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 2cf' ,cv@8  
    rt4Z;  
    sR=/%pVN  
    QQ：2987619807     cxP6-tV%  
     
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