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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 JHH&@Cn  
     Vp{2Z9]}  
    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。 MXV4bgltT  
     i]?xM2(N  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ]X|G+[Ujv  
     &~f_1<  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 }*R6p?L5  
    +qf{ '|H  
    相关案例：100.01,101.01 (k&aD2PH  
     !OgoV22  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 0*x?  
     Ib2pV2`h(  
    建模任务： .Kwl8xRg  
     Y g?{x@  
    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。 x's-UO"^  
     !I_4GE,  
    f"^tOgGH  
    优化目标： SH|$Dg  
    UOOme)\>  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ]bweQw@i  
     c%.& F  
    —TM模偏振光的透过率最小化 oH"N>@Vl  
     Ntiz-qW  
    优化函数： G3?z.5 ,Q  
     c$fM6M }  
    —最小化TE的透过率 =T$- #bA)  
     ),,vu  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） `,d7_#9'  
    u`|fmVI  
     j]&{ @Y  
       Q~_x%KN/`  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 oD\+ 5[x  
    }*.*{I  
     glgk>83I+  
     V}qmH2h  
    优化的自由变量为： 9To6Rc;  
    @1@WB ]mQQ  
    —缝宽：10—190mm 90}B*3x  
     9lV'3UG-?  
    —光栅深度：20—200nm eVXbYv=gJ@  
     {8RGW0 Y  
    优化算法： yk2j&}M  
     :TI1tJS~*  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 8F1!9W7  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 h[T3WE  
     VIzZmd  
    光路流程图和偏振分析器： F}>`3//u  
     ,-)1)R\.  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 4>*`26  
     DAW%?(\,  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 qa6~N3*  
    <!^Z|E  
    Parameter Run 的全局搜索： {wI0 =U  
     n} {cs  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 l1WVt}  
     cDg27xOUi  
    Parameter Run 设置 plfB} p  
     S# #W_OlrI  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； x{$NstGB  
     o1\8>Ew  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 'oG'`ED"  
     2uVm?nm  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 UB}mI0/w  
     qv6]YPP  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 s3J$+1M >  
     {NR~>=~K-  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 odDt.gQXU  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 5S LF1u;  
    JK4  @  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 4hIC&W~f  
     f$|v  
    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。 >nX'RE|F  
     V EzIWNV  
    参数构成： V 6F,X`7  
     q9Q4F  
    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%； ;q Z2V  
      
    Dg`W{oj  
    局部参数优化： y+a&swd2(U  
    rQJoaP+\q  
    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。 lV8Mr6m  
    6k2~j j1d  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； iYnt:C  
    +dfSCs  
    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。 8CCA/6  
    +Ji dP  
    -IE;5f#e  
    NQmDm!-4  
    参数定义： 2;/hFwm  
    D%zIm,bf  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 <$E8T>U  
    9V~yK?  
    缝宽10—190nm权重1e20 Wxjpe4  
    lI9 3{!+>  
    优化函数定义： 8MIHp[vm%  
     l}JVRU{  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） kDsUKO p  
    TO<g@u]*  
    ——偏振对比度大于50（全波段） -Db(  
    ~F WmT(S  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 < javZJ  
    3XIxuQwf  
    ,~v1NK*  
    选择下山简法进行局部优化。 %uKD cj  
    3hkA`YSYt  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 "='|c-x  
    ZP1EO Z  
       . @.CQB=E  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 \C#Vh7z"2&  
    AWw:N6\  
    优化过的参数为： .$Y[>9  
    1z)+P1nH]  
    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% bz1\EkLL  
    K|iNEhuc  
    结论： <R2bz1!h.  
    ^pn:SV  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 t;'__">:q  
    N3,EF1%  
    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。 + EM '-  
    D`u{U]  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 T6tJwSS4:  
    m#uutomi0  
    7JbN WN  
    QQ：2987619807     Xh ?{%?2  
     
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