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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 bS=aFl#  
     TRW{` b[  
    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。 ^oDCF  
     a/A$ MXZ_  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ?W:YS82  
     _WO*N9Iz  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Km7HB!=<  
    2Z;wU]  
    相关案例：100.01,101.01 se(ZiyHp  
     +Wrj%}+  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 |75>8;  
     `dO)}}| y  
    建模任务： `O4Ysk72x9  
     q1Gc0{+)  
    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。 7D PKKvQ  
     ByqB4Hv2  
    scZdDbL6+  
    优化目标： | #Z+s-  
    *{5p/}p  
    —TE模偏振光的透过率最大化 SEu1M}+E  
     sH(@X<{p  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Q}zAC2@L  
     MHar9)$}  
    优化函数： BV_rk^}Ur  
     >={?H?C  
    —最小化TE的透过率 VSns_>o  
     Z Z|a`U  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） M*li;  
    nQbF~   
     A Ws y9  
       ElLDSo@WvR  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 g$$i WC!S<  
    x$ z9:'U  
      ntK#7(U'  
    ,v(K |P@  
    优化的自由变量为： HQqnJ;ns<  
    GxjmHo  
    —缝宽：10—190mm ?XOl>IO  
     |-t>_+. J'  
    —光栅深度：20—200nm Ldqn<wNnI  
     u By[x 0  
    优化算法： H809gm3(Z  
     0* 7N=  
    —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。 {6}H}_( ]  
    —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。 P| c[EUT  
     B q/<kEgM  
    光路流程图和偏振分析器： tgeX~.  
     #2AKO/  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 -!w({rP  
     }e[;~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。 hdW}._  
    R<wPO-dX  
    Parameter Run 的全局搜索： `?@7T-v  
     A6-K~z^  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 LEu_RU?  
     y8~/EyY|^  
    Parameter Run 设置 m][i-|@M  
     }C6RgE.6<  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； SbrKNADH%  
     y$-;6zk\]  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； )g;*u,C  
     P[Q3z$I}  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 DNYJR]>  
     {k:W?`  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 m[l[yUw#  
     VAGQR&T?  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 E(%_aFx>/  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 6d%V=1^F  
    `Ckx~'1M:  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ]!% p21e  
     .eZsKc-@  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 }wY6^JF  
     ?7?hDw_Nk  
    参数构成： 4n}tDHvd  
     M9*#8>  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； xJ=@xfr$  
      
    ',>Pz+XKc  
    局部参数优化： Qg^Ga0Lf6  
    o=%pR|  
    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。 VgBZ@*z(x  
    ?^f=7e8]  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 0-VC$)S  
    ]; CTr0  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 hv4om+  
    V$OZC;4  
    v%|S)^c?:  
     F0i`HO{  
    参数定义： }={TVs^  
    #.KVT#%~{  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 =eHoJq  
    V DN@=/  
    缝宽10—190nm权重1e20 k/lU]~PE  
    8? U!PW  
    优化函数定义： j o+-  
    vGIe"$hNh  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） BSyl!>G6n8  
    ].(l^W  
    ——偏振对比度大于50（全波段） gL/D| =  
    W08rGY  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 eI#b%h  
    "kdmqvTHK0  
    8c%Sd'+Pt  
    选择下山简法进行局部优化。 ^F="'/Pq[  
    \H&8.<HJ  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 CW+]Jv]"  
    3<"!h1x5  
       ;1[a*z<l&s  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 kWZ@v+Mk3  
    kM JA#{<  
    优化过的参数为： :4\=xGiY  
    mD"[z}r)  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% `|2p1Ei  
    %@ ,! (  
    结论： .@`5>_  
    ^T< HD  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 @ =XJ<  
    Uv|?@zy#  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 bd$``(b`v  
    <_8p6{=  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 4^IqHx;bj  
    x o{y9VS  
    :T9 P9<  
    QQ：2987619807     %s;=H)8  
     
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