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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
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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 RU=\eD  
     XDAP[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。 }.pqV X{ d  
     Vc;g$Xr[  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 NJSbS<O  
     Fe %Vp/  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 p>i8aN  
    pN)x,<M)  
    相关案例：100.01,101.01 d&AO 4^  
     c&P/v#U_  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 E=CAWj\  
     lXF7)H&T  
    建模任务： -L4G)%L\  
     6.a5%:  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 op/_ :#&'  
     MGq\\hLD\-  
    IN@o9pUjV  
    优化目标： 9XYm8g'X  
    IdMwpru(  
    —TE模偏振光的透过率最大化 G'u[0>  
     <;yS&8  
    —TM模偏振光的透过率最小化 *N4/M%1P  
     '&hd^9]Lo  
    优化函数： sVBr6 !v=  
     Dkb`_HI  
    —最小化TE的透过率 O9zMD8  
     IU5T5p  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 0e+#{k  
    9-V'U\}L  
     M 87CP=yc  
       m?4hEwQxf  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 6Q\|8a  
    |O6/p7+.  
     S[2?,C<2=  
    f^*Yqa  
    优化的自由变量为： *r[V[9+y-D  
    gKl9Nkd!R  
    —缝宽：10—190mm b9#(I~}  
     (_!I2"Q*  
    —光栅深度：20—200nm VBix8|  
     T9%|B9FeJ  
    优化算法： m< )`@6a/  
     z/+{QBen8  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 [U",yN]d  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 mv#hy  
     |&{S ~^$  
    光路流程图和偏振分析器： j'U1lEZm2  
     x>B\2;  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Y2XxfZ j  
     2"?DaX  
    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。 2C}Yvfm4  
    qbD 7\%  
    Parameter Run 的全局搜索： $pAJ$0=sw  
     Ex zB{ "  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 .#bf9JOE  
     yU&;\'  
    Parameter Run 设置 g hmn3  
     pZlsDM/=  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； H7.l)'  
     ohq Thl  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； aQ $sn<-l  
     y]+5Y.Cw$  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 R'`'q1=R  
     wEM=Tr/h  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ]b; m~|9  
     &K60n6q{aQ  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 wpYk`L r  
    优化函数依据迭代次数进行显示： (m,H 5  
    3m!tb)  
    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@1]%&z  
     ZHN'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。 dt:$:,"   
     5]LWWjT  
    参数构成： WYTqQqQk  
     x1#>"z7  
    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%； Uzzm2OS`  
      
    |&JeJ0k>~  
    局部参数优化： ciN\SA ZY  
    {CI4AT!?W  
    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-,}ug|  
    "E\mj'k  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； f\dfKNm6  
    @9KW ]7  
    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。 $ch`.$wx  
    B8T$<  
    ; $80}TY '  
    =?.oH|&\h  
    参数定义： [z2UfHpt~  
    z``wqK  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 s2G9}i{  
    lJ-PW\P  
    缝宽10—190nm权重1e20 Y PI)^ }  
    sd\p[MXX  
    优化函数定义： H,L{N'[Xph  
    `e =IXkt  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） `L`+`B  
    )xyjQ|b  
    ——偏振对比度大于50（全波段） (^ EuF]  
    |} b+$J  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 R\3a Sx L  
    A,DBq9Z+4R  
    <Pt?N2]A|  
    选择下山简法进行局部优化。 YP_L~zZ  
    PmE)FthdP(  
    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。 :L NE ?@  
    hOAZvrfQ4  
         < v]  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ~h@@y5<4  
    dn- [Gnde  
    优化过的参数为： {s0%XG1$  
    "g"a-{8  
    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% E@ U]k$M  
    &su'znLV  
    结论： &[-(=43@  
    6^] |  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 D:/ n2_  
    jn V=giBu  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 ):! =XhQ  
    v&YeQC>  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 J/4T=:\  
    XJ4f;U  
    f*X CWr  
    QQ：2987619807     1z-.e$&z  
     
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