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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 K-4PI+qQ\  
     6Oq 7#3]  
    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{KavU5W  
     Da|z"I x  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 AH^/V}9H  
     KoT\pY^7\  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ^!d3=}:0  
    V`- 9m$  
    相关案例：100.01,101.01 `3pW]&  
     d=(mw_-?  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 *w&e\i|7  
     ax`o>_)  
    建模任务： R_C)  
     OXA7w.^  
    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。 TH;hO).u  
     XSR 4iu  
    N7"W{"3D  
    优化目标： KO [Yi  
    l#o ~W`  
    —TE模偏振光的透过率最大化 1Mzmg[L8  
     ll^#JpT[S  
    —TM模偏振光的透过率最小化 {c'lhUB  
     W1~0_;  
    优化函数： X'srL j.  
     %J(:ADu]  
    —最小化TE的透过率 th_oJcS  
     **%37  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） T)/eeZ$  
    C+$#y2"z#n  
     MtdG>TzUn  
       1}x%%RD_  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 /m1\iM\  
    C dn J&N{  
     +7Gwg  
    ^qs $v06  
    优化的自由变量为： ftb\0,-   
    )9g2D`a4  
    —缝宽：10—190mm }2jn[${ pr  
     Wr 4,YQM  
    —光栅深度：20—200nm /uc>@!F  
     I7onX,U+  
    优化算法： {: /}NpA$  
     X'ag)|5ot  
    —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。 $Sq:q0  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 Nn6%9PX_)  
     -?\D\\+t  
    光路流程图和偏振分析器： J.a]K[ci  
     5pX6t  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 _BufO7 `.  
     t@(HF-4~=  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 =_CzH(=f#  
    Mx}gN:Wt  
    Parameter Run 的全局搜索： VY-EmbkG-t  
     81F9uM0  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 =;L|gtH"  
     [^iN}Lz  
    Parameter Run 设置 -"x$ZnHU  
     ZJoM?g~WFI  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； :gv"M8AP  
     ).O)p9  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ~N4m1s"  
     w0. u\  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 tQVVhXQ7  
     P55fL-vo|}  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 %d @z39-;  
     *~`(RV  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 :jf3HG  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Py< }S-:  
    6BlXLQ,8q  
    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。  7GGUV  
     6]N.%Y[(  
    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。 ;uW FHc5@B  
     TeQV?ZQ#}  
    参数构成： \U0Q<ot/7  
     Jm@oDME_E  
    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%； l (o~-i\M  
      
    Om&Dw |xG8  
    局部参数优化： /v}`l  
    z:O8Ls^\T  
    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。 4-w{BZuS  
    P>T"cv  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； iZ%yd-  
    6!o1XQr=Z  
    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。 Gj*9~*xm(  
    7)m9"InDI  
    al0L&z\  
    =1! 'QUc  
    参数定义： Bvj0^fSm  
    MD]>g>  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 }JfjX '  
    *hrd5na  
    缝宽10—190nm权重1e20 *j=% #  
    @HW*09TG  
    优化函数定义： hZ3bVi)L\  
    E`q_bn  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 'qi}|I  
    AW .F3hN)  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 6~{C.No}  
    $'TM0Yu,  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 POW>~Tof1  
    6zkaOA46V  
    }G=M2V<L  
    选择下山简法进行局部优化。 ^8tEach  
    R]dg_Da  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 g}i61(  
    zi:BF60]=  
       v=k$A  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 =43auFY-P  
    mmsPLv6  
    优化过的参数为： ]4{H+rw  
    l0] EX>"E  
    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\)F;:|  
    {*KEP  
    结论： Q?T]MUY(L  
    |%wX*zaf  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 +"(jjxJm  
    ,[Fb[#Qqb  
    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。 *=n:-  
    Qd6FH2Pl  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 %SI'BJ  
    hSMH,^Io$  
    zQA`/&=Y  
    QQ：2987619807     HDKbF/  
     
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