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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 sfzDE&>'  
     YYF.0G}  
    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。 uxbLoE  
     iH>IV0 <  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 sGO+O$J  
     UY^TTRrH  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 #Q$e%VJ(c1  
    Z.,pcnaQb  
    相关案例：100.01,101.01 (kL(:P/  
     @B Muov  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 c]A @'{7  
     GsU.Lkf  
    建模任务： to(lE2`.da  
     IubzHf  
    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。 =+w/t9I[  
     ~WKWx.ul  
    6 jU ?~  
    优化目标： TFDzTD  
    g5lK&-yu]  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ?D['>Rzu  
     hq?F8 1  
    —TM模偏振光的透过率最小化 {=6CL'_  
     lu;gmWz  
    优化函数： R{UZCFZ  
     6f)7*j~  
    —最小化TE的透过率 (o4':/es  
     -%TwtO<$']  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） &"d :+!4h  
    H^<?h6T  
     DWupLJpk;c  
       KN'twPFq  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 8\rAx P}=  
    ]T._TZ"  
     1pP q)}=+  
    ^+x,211f  
    优化的自由变量为： T@mYHKu  
    <jqL4!<  
    —缝宽：10—190mm '#lc?Y(pJ2  
     T'a&  
    —光栅深度：20—200nm Daq lL  
     ]0=THq\H  
    优化算法： CEJqo8ds  
     y\Wp} }  
    —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。 Lw`}o`D  
    —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。 3:bP>l!  
     8i Ew;I_  
    光路流程图和偏振分析器： y\R-=Am".  
     pV*d"~T  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 (dP9`Na]  
     S e|h]+G  
    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。 (@Eb+8Zd  
    qdo_YPG  
    Parameter Run 的全局搜索： >nO[5  
     j43i:c;F  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Tsocc5gWZ*  
     zC`ediyu  
    Parameter Run 设置 ,{d=<j_  
     !}q@O-}j  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ~?B\+6<V  
     J9P\D!  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； tR(L>ZG{  
     d>wG6Z,|  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 @B9#Hrc  
     S+l>@wa)|  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 = Q"(9[Az  
     Mo\nY5  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 aT8A +=K6  
    优化函数依据迭代次数进行显示： {6iHUK   
    E//*bmww  
    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。 S"/gZfxer  
     $x2G/5?  
    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。 $E^*^({  
     4"eeEs h  
    参数构成： EGj zjuJu{  
     %:y"o_X_  
    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%； OT#foP   
      
    Pt7C/ qM/  
    局部参数优化： PMe3Or@  
    5;A=8bryU  
    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。 W3&~[DS@~  
    Hnf?`j>  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 4Yd$RP  
    Oyp)Wm;@  
    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。 c[EG cY={  
    N|w;wF!3  
    c3Zwp%  
    M] W5 %3do  
    参数定义： xI8v'[3  
    d4o_/[  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 e)oi3d.wJf  
    uKo4nXVtp  
    缝宽10—190nm权重1e20 r]&&*:  
    Yy_mX}\x  
    优化函数定义： xt8@l [Z  
    6e;8\1^  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） X iM{YZ`B  
    +'UxO'v3]  
    ——偏振对比度大于50（全波段） $'bb)@_  
    S.^x)5/,,T  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 [}y"rs`!  
    8\[qR_LV  
    Rr>""  
    选择下山简法进行局部优化。 kaVYe)~  
    K555z+,'e  
    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。 /P*ph0S-  
    @4jPaqa(  
       XNkQ0o0  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 >u=nGeO  
    -3C$br  
    优化过的参数为： (Jk:Qz5  
    yJw4!A 1!  
    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% ,@t#)HV  
    }j,G)\g#  
    结论： ,tuZ_"?M  
    G[!<mh4h|  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 _x?S0R1  
    u!cA_,  
    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。 IO?6F@(  
    'deqF|Iox  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 :#UN^"(m}  
    @m"P_1`*  
    V,:~FufM^  
    QQ：2987619807     V _pKe~  
     
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