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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 9u?Eb~#$  
     "&Gw1.p  
    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。 `ReGnT[  
     F:S"gRKz  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 hAlPl<BO#V  
     3Qk/ Ll  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 S7Znz@  
    <c(&T<$  
    相关案例：100.01,101.01 {N "*olx  
     :q(D(mK  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 .Jptj  
     %uj[`  
    建模任务： 9@Q&B+!  
     X:U=MWc>  
    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。 "~_$T@^k>  
     3Fgz)*Gu]  
    o>.AdZby  
    优化目标： )=y.^@UT@  
    4`$5 _} j!  
    —TE模偏振光的透过率最大化 `t%|.=R  
     lQh~Q<[ge  
    —TM模偏振光的透过率最小化 `|&\e_"DE  
     gji*Wq  
    优化函数： 0e)lY='^_  
     UmYD]  
    —最小化TE的透过率 >B`Cch/ 'U  
     zf`5>h|  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） b/z'`?[  
    re]%f"v:5  
     1k$2LQ  
       lK "' nLL  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 $y8mK|3.3u  
    JR] )xPI`  
     ~KJ,SLzhx9  
    ZTr:xX{R6  
    优化的自由变量为： hK Fk$A  
    DE'Xq6#PK  
    —缝宽：10—190mm h|K\z{ A  
     :DDO=  
    —光栅深度：20—200nm K *TnUQ  
     *+NGi(N  
    优化算法： keae.6[  
     u$apH{  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 7F"3<U@J  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 "v@);\-V  
     TFNUv<>X  
    光路流程图和偏振分析器： xT:qe  
     4tbw*H5!5  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 C(f$!~M4b  
     mluW=fE  
    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。 T:be 9 5!,  
    3Wjq>\  
    Parameter Run 的全局搜索： TViBCed40  
     v hRu `Yb  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ,m2A p\l  
     f#*h^91x  
    Parameter Run 设置 Tnf&pu#5  
     , - QR  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； d#E(~t(^  
     $Vo/CZW7  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Lc58lV=  
     lt }r}HM+  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 <9=zP/Q  
     z`c%?_EK  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 /TzNdIv  
     W/b"a?wE{  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 eLCdAr  
    优化函数依据迭代次数进行显示： mk#>Dpy?  
    ` 52% XI  
    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。 f1)HHUB  
     ~C%2t{"  
    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。 PthId aN@  
     oxUE79  
    参数构成： i6-wf Gs;  
     X(4s;i  
    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%； v]B0!k&4.  
      
    7xX;MB &  
    局部参数优化： "2*G$\  
    ]ev*m&O  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 9 yh9HE  
    l\q*%'Pe  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； OAmES;Ck$(  
    r~8D\_=s  
    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。 ^>3tYg&7  
    5x:Ift *  
    lc\>DH\n6  
    i}.{m Et  
    参数定义： Zkf 3t>[  
    >+yqjXRzm  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 CnxK+1n l  
    mle_*Gy8  
    缝宽10—190nm权重1e20 1~["{u  
    #JK;& Dg!  
    优化函数定义： `4q5CJ2  
    _<Hb(z  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） >t 1_5  
    FZ[@])B  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ^+(A&PyP?  
    ^n\9AE3  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 s`$NW^']  
    <dju6k7uz  
    6Cz7A  
    选择下山简法进行局部优化。 _myg._[  
    KzEuPJ?  
    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。 <'PR;g^#  
    Tns?mQ  
       g*:ae;GP  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 d$2@,  
    *(?U  
    优化过的参数为： +=|hMQ;  
    vjexx_fq  
    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% [@,OG-"&  
    FRl3\ZDqrb  
    结论： ^CowJ(y(  
    tIn7(C  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 #6Efev  
    /'8*aUa  
    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。 Uq<a22t@  
    37j\D1Y  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 an*]62l  
    @<@R=aqE  
    Wrf^O2  
    QQ：2987619807     Tf&f`/  
     
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