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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 A|1 TE$  
     \?7)oFNz  
    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#xCu|5  
     0gO<]]M?  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 xZW6Hk _  
     5A/8G}'XZ  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 g^@ Kx5O\  
    By(:%=.  
    相关案例：100.01,101.01 h\".TySz  
     Ex9%i9H  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 l?v`kAMR  
     Q1J./C}  
    建模任务： <-62m8N|  
     *c4uCI:0t  
    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。 yG|^-O}L  
     S%gb1's  
    i <0H W  
    优化目标： Yn4c6K  
    Ac;rMwXk#  
    —TE模偏振光的透过率最大化 FVM:%S JjT  
     2-5AKm@K  
    —TM模偏振光的透过率最小化 3-#|6khqt  
     ,g2|8>sJP  
    优化函数： x4|>HY<p?  
     XlIRedZ{  
    —最小化TE的透过率 Ug02G  
     c=]qUhnH  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） uqwB`<>KJ  
    ',j'Hf  
     =<w6yeko  
       $s<,xY 9  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ;ZZ%(P=-  
    <ABN/nH  
     hO^8CA,5  
    RNGTSz  
    优化的自由变量为： 6z v+Av:  
    4<._)_m  
    —缝宽：10—190mm tz0@csXV  
     Xr\|U89P  
    —光栅深度：20—200nm Y,EReamp  
     {|?OKCG{  
    优化算法： #k2&2W=x  
     %}jwuNGA  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 vRa|lGeW  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 ` W$  
     2`>/y  
    光路流程图和偏振分析器： nB"r<?n<  
     {wMw$Fvf  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 #PUvrA2Zl  
     Kn3qq  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 wP28IB:^  
    p48M7OV  
    Parameter Run 的全局搜索： F{}mlQg  
     3Tze`Q 9  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ^|y6oj  
     2?YN8 n9n  
    Parameter Run 设置 3qOq:ZkQ  
     (pM5B8U  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Q4e*Z9YJ  
     <>$`vuU  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ?8[,0l:|  
     DpjiE/*  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 %7=B?c |  
     YW55iyM  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 z`UL)W  
     H_)\:gTG  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 vmdu9"H  
    优化函数依据迭代次数进行显示： @ hH;d\W#  
    @Ee{ GH^-  
    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。 xCwd*lsM  
     *0zdI<Oe  
    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。 \Z9+U:n  
     JU+Uzp   
    参数构成： yf`Nh  
     BwtjTwd  
    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%； y1R53u`;L  
      
    qN((Xz+AZE  
    局部参数优化： 3wZA,Z  
    n'R9SnW  
    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。 ipU,.@~#  
    -w nlJi1f  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 4mR{\ d  
    ufF$7@(+  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 WE\@ArY>  
    lc1?Vd$  
    D?;8bI%"  
    2u 8z>/G  
    参数定义： \.h!'nfF  
    Uywi,9f  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 <)n8lIK  
    l`c&nf6  
    缝宽10—190nm权重1e20 YEfa8'7R  
    2q V.`d  
    优化函数定义： ELoE-b)Cb  
    6 ,jp-`  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） +Hx$ABH  
    dqwCyYC  
    ——偏振对比度大于50（全波段） j2O?]M  
    {2wfv2hQ  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ^Wb|Pl  
    dx['7l;I  
    #B7_5y^  
    选择下山简法进行局部优化。 vg@kPuOiO  
    ;Zfglid  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 7"}<J7"})  
    }^r=(  
       mqL&bmT  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 |"V]$s$ c  
    %|mRib|<C  
    优化过的参数为： 8W' ,T  
    I| j Gu9G  
    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% hAx#5@*5  
    t(3<w)r2  
    结论： /)I:C z/f  
    y\-f{I  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 i,HafY  
    Vs@[="  
    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。 vbT"}+^Sh  
    |+Gv)Rvp  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 xj 6ht/qq  
    G#{ Xd6L  
    wX(h]X"q  
    QQ：2987619807     Fkgnc{NI  
     
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