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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 &ZQJ>#~j^  
     42qYg(tZ  
    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。 'f?$"U JF  
     zi3\63D3eO  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 H8On<C=  
     O &-wxJ]S  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Nj 00W1  
    fX|Y;S-@+  
    相关案例：100.01,101.01 |u;v27  
     ?pza G{  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 %x} O1yV  
     ~b2wBs)r  
    建模任务： piZJJYv t  
     J:\|Nc?  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 Qg<(u?7N  
     'Un " rts  
    jXMyPNTK  
    优化目标： BGu?<bET  
    UMcgdJB  
    —TE模偏振光的透过率最大化 XSZ k%_  
     # m *J&  
    —TM模偏振光的透过率最小化 RnDt)3  
     ih;]nJ]+-  
    优化函数： #&7}-"Nd  
     eh5gjSqx  
    —最小化TE的透过率 *v3]}g[<  
     ) v,:N.@Q  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Jtk|w[4L  
    t0T"@t#c  
     ,c)uX#1  
       .uk>QM s1  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 4tS.G  
    =>! Y{: y(  
     I}vmU^Y>  
    1[vi.  
    优化的自由变量为： v*[.a#1^  
    B[4KX  
    —缝宽：10—190mm =Yt R`  
     ;{%\9nS  
    —光栅深度：20—200nm :B:"NyPA  
     }I2@%tt?  
    优化算法： E0?iXSJ  
     6Avw-}.7>  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 o$Z6zmxO  
    —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。 gE?| _x#  
     =HlQ36;*  
    光路流程图和偏振分析器： *NClfkZ  
     '4#}e[e  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 hBX!iukT|{  
     lh;:M -b9  
    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。 <"r#:Wr  
    "PpN0Rr  
    Parameter Run 的全局搜索： B,=H@[Fj  
     Ch3jxgQY  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 k|H:  
     Yn G_m]  
    Parameter Run 设置 O|M{-)  
     b8LLr;oQw  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； z=3\Ab  
     x" L20}  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； [+DW >Et  
     +lMX{es\O  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 _<OSqE  
     uD @#  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 SF<c0bR9  
     pj?f?.^  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 x}8yXE"  
    优化函数依据迭代次数进行显示： trp0 V4b8  
    0p!>JQ]m  
    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。 f__cn^1  
     pv Gf\pu  
    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。 T r1?620  
     ,^. 88<  
    参数构成： 3 C<L  
     @6]sNm  
    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%； RpD=]y!5_  
      
    /VN f{p  
    局部参数优化： [.uG5%fa  
    |* ;B  
    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。 zp%Cr.)$  
    <yNM%P<Oy  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 9vvx*rD  
    .w8J*JZ  
    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。 n' q4  
    VYk!k3qS  
    283F)T\Rv  
    /*X2c6<d  
    参数定义： 9E>|=d|(d  
    \}"$ ?d'f  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 V^Q#:@0  
    jT]0WS-b  
    缝宽10—190nm权重1e20 LH8 fBhw  
    h_+dT  
    优化函数定义： E4~<V=2l  
    ov_j4 j>6P  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） &p4&[H?  
    rFj-kojg  
    ——偏振对比度大于50（全波段） <?riU\-]y  
    %~2YE  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 #x 177I\  
    sE Q=dcK  
    EkjN{$*  
    选择下山简法进行局部优化。 8L:ji,"  
    fj;y}t1E]  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 1Y7Eajt-5  
    {^7Hgg  
       P'Ux%Q+B>  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 j)/nKh4O  
    opy("qH  
    优化过的参数为： ~l]ve,W[  
    t>`a sL  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% @oV9)  
    \%f q  
    结论： `\#B18eU  
    %}Ss,XJ  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 3W3ZjdV+  
    hPUYyjXPB  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 CzRc%%BA  
    jU9$Ehg I  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 -y8`yHb_  
    _lGdUt 2  
    [BqHx5Xz(  
    QQ：2987619807     I+[>I=ewa  
     
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