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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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    光币
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    光券
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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 VKy3tW/_&  
     z"Wyf6H0T  
    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。 ]F4|@+\9  
     6^TWY[z2%  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 xsg55`  
     8CRwHDB  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 E\VKlu4  
    -\g@s@5  
    相关案例：100.01,101.01 D`PA@t  
     D/tFN+|P  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 '^BTa6W}m  
     ?aU-Y_pMe  
    建模任务： \m+;^_;5GW  
     4x" je  
    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。 =Ct$!uun  
     u7 {R; QKw  
    n;r W  
    优化目标： *4g:V;L  
    IKnXtydeI}  
    —TE模偏振光的透过率最大化 S,#UA%V"  
     ;uqi  
    —TM模偏振光的透过率最小化 cN| gaL  
     %Pk@`t(3  
    优化函数： nb(Od,L  
     OZno 3Hn  
    —最小化TE的透过率 <X]dR 6FT  
     M1XzA `*  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） zmU>  
    Y^'mBM#j  
     s5oU  
       ]dnB ,  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 C oO0~q  
    {Pe+d3Eoo  
     trL8oZ6  
    h\*I*I8C  
    优化的自由变量为： 2%@<A  
    TL([hR _  
    —缝宽：10—190mm 6"La`}B(T8  
     /Xw wB  
    —光栅深度：20—200nm d'b q#r  
     YJB f~0r  
    优化算法： >>0c)uC|W  
     T$4Utd5[z'  
    —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。 $e,'<Jl  
    —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。 s6_[H  
     >('Z9<|r:  
    光路流程图和偏振分析器： Q5tx\GE  
     o*s3"Ib  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 x$24Nc1a'  
     r#WAS2.TP  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 =%9j8wHX  
    i}Cy q  
    Parameter Run 的全局搜索： {_]<mwd  
     .$"69[1H  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Xldz& &@  
     {iVmae  
    Parameter Run 设置 B0:/7Ld$Ml  
     @'FOM  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； k_7agW  
     &(rR)cG  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ?a` $Y>?h  
     XN~r d,MZ%  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 4$8\IJ7G  
     ,98`tB0  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 4GqE%n+ta~  
     LArfX,x3i  
    使用扫描模块进行参数联合调查。  ~b LhI  
    优化函数依据迭代次数进行显示： >y iE}  
    XB\n4 |4  
    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。 ;.b^A  
     $Z4IPs  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 -LEpT$v|  
     IP l]$j>N  
    参数构成： @3I/57u<  
     Ixv/xI  
    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%； gqan]b_  
      
    f 7j9'k  
    局部参数优化： '1Q [&  
    #BX^"J{~  
    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。 HDT-f9%}<4  
    g+M& _n  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ~[4zm$R^  
    Ems0"e  
    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。 $#d.@JWi  
    hS +R /7  
    \x+"1  
    m6M:l"u  
    参数定义： 6*=7ifS  
    RaLc}F)9   
    规划深度为20-200nm，权重1e20 nwPU{4#l<  
    8S7 YVsDz"  
    缝宽10—190nm权重1e20 nV&v@g4Tt  
    ~F=,)GE  
    优化函数定义： # dxS QmG  
    hXz@ (cF  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） oY0`igH  
    :Y2J7p[+  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ,]|*~dd>G  
    #~`]eM5`J  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 h5.AM?*TNd  
    MyJG2C#R  
    UIi`bbJ  
    选择下山简法进行局部优化。 rLOdQN  
    R3Ka^l8R|  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。  F5FzT^  
    R SqO$~  
       zV"oB9\9O  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 UV8K$n<  
    RTRi{p  
    优化过的参数为： \]+57^8r  
    Q XV8][  
    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% Y+'522er  
    Qv>rww]  
    结论： Wg ?P"  
    2%(RB4+  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 =Frbhh57  
    W;@9x1jK X  
    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。 j: /cJt  
    !_SIq`5]@  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 58H%#3Fy  
    +F3`?6UXz  
    kw.IVz<  
    QQ：2987619807     XT0:$0F  
     
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