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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 QVT|6znw  
     =[_=y=G  
    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。 W=-:<3XL  
     gXy'@ !  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 kg/<<RO  
      yxx9h3  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 CpGy'Ia  
    U7_1R0h  
    相关案例：100.01,101.01 [N=v=J9  
     /TEE<\"  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 S:= _o  
     Z@1vJH6IbA  
    建模任务： q0t}  
      Y%zYO  
    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。 Crg@05Z  
     wk9qyv<  
    $R&K-;D/8  
    优化目标： %M7EOa  
    Y[~Dj@Q<  
    —TE模偏振光的透过率最大化 L9} %tEP  
     F-TDS<[S?  
    —TM模偏振光的透过率最小化 +eUWf{(_  
     S4O'N x  
    优化函数： :P/0"  
     ]yAOKmS  
    —最小化TE的透过率 R!z32 <5k  
     bc3 T8(  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ]tsp}M@  
    `z1E]{A  
     O'.sK pXe  
       nBg  tK  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 2~B9 (|  
    o=)["V  
     B;Dl2k^L  
    yM PZ}  
    优化的自由变量为： EvGKcu  
    hd%O\D?  
    —缝宽：10—190mm E'^$~h$  
     E``\Jre@  
    —光栅深度：20—200nm '7yVvd  
     L (@".{T  
    优化算法： X%R)  
     iF^    
    —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。 2t}^8  
    —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。 _t-e.2a v  
     ozUsp[W>  
    光路流程图和偏振分析器： phP%  
     [kKg?I$D@B  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 u"5 hlccH  
     /oC@:7  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 ^@f-Ni\  
    j 21>\K!p  
    Parameter Run 的全局搜索： p%#=OtkC  
     Sau?Y  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 /VHQ!Wi  
     s$ZKd  
    Parameter Run 设置 ;y]BXW&l&  
     )u>/:  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； pT<}n 9yB5  
      YF$nL(  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； j}aU*p~N  
     f\X7h6k8{  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 W%P$$x5&  
     %T,cR>lw  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 r}M2t$nv  
     C+vk9:"  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 qk_YFR?R  
    优化函数依据迭代次数进行显示： *T-v^ndJh  
    p"|0PlW  
    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; c -^  
     w\%AR1,rs  
    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。 M d.^r5r  
     %'&_Po\  
    参数构成： J|@kF!6  
     +z O.|`+  
    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%； V7)<MY  
      
    'tJ@+(tqw  
    局部参数优化： ]EfM;'j[  
    cIQ e^C  
    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。 I!u fw\[  
    It8s#oq8  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； `2a7y]?  
    PNRZUZ4Z|  
    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。 (dHil#l  
    I.{%e;Reg  
    rtT*2k*  
    m/p:W/0L  
    参数定义： J{r3y&:  
    h"4i/L3aAh  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 &w{: qBa  
    _Eus7  
    缝宽10—190nm权重1e20 n}3fItSJ  
    B j z@X  
    优化函数定义： {33B%5n"  
    DpvMY94Qh  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） *DuP~8  
    yv2wQ_({  
    ——偏振对比度大于50（全波段） zdgSqv  
    dH~i  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 N'=b8J-fF  
    VL8yL`~zc.  
     li  
    选择下山简法进行局部优化。 M&5De{LS}  
    j!/=w q  
    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。 Q)93 +1]  
    !b?`TUt   
       SxW.dT8{  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Xo ,U$zE  
    QP<vjj%  
    优化过的参数为： P*3PDa@  
    9N;y^ Y\  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% }q=uI`  
    _&K>fy3t&  
    结论： U^d!*9R  
    A*TO0L  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 4C`p`AQqpQ  
    >36>{b<'$*  
    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。 :\IZ-  
    +.IncY8C$  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 3\H0Nkubts  
    a4x(lx&  
    ;[!W*8.c  
    QQ：2987619807     rk< 3QXv  
     
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