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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 FELDz7DYya  
     $|V@3`0  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 Z>si%Npm\  
     jJK`+J,i}X  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 uVn"'p-  
     ,s9gGCA  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 5m]N%{<jAB  
    y]e[fZ`L  
    相关案例：100.01,101.01 <+mYC'p  
     L H8iHB  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ' M'k$G@Z  
     7(S66  
    建模任务： |r%NMw #y  
     Qmg2lP.)  
    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。 `, lry7]  
     r$ 8 ^K\oF  
    >3Mzs AH\  
    优化目标： %qYiE!%&  
    ;qN;oSK  
    —TE模偏振光的透过率最大化 !\ 6<kQg#  
     miTySY6 ^  
    —TM模偏振光的透过率最小化 w 4fz!l]  
     1R+/T  
    优化函数： 3~o#1*->  
     z?DI4 O#Up  
    —最小化TE的透过率 +\_c*'K>  
     S 4hv7.A  
    —最小化偏振度（要求＞50:1）  h/*q +H  
    ls*bCe  
     S[ln||{  
       !w;oVPNg  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 <1%(%KdN[  
    fR$_=WWN>h  
     "-T[D9(A  
    x,% %^(  
    优化的自由变量为： rn9n_)  
    <9bfX 91  
    —缝宽：10—190mm tSVWO] <  
     |W#(+m  
    —光栅深度：20—200nm h4#y'E!,Z  
     -k8<LR3  
    优化算法： {)jTq??  
     [p+-]V  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 BICG@  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 %;eD.If}  
     VtN1 [}  
    光路流程图和偏振分析器： 'CMbq Lk#  
     , UsY0YC  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 4=~+B z  
     dM=45$\q  
    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。 ?Qxf~,F  
    >I@VHl O  
    Parameter Run 的全局搜索： `+m:@0&L  
     :o 8XG  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 48IrC_0j  
     3Cw}y55_y  
    Parameter Run 设置 Xwo%DZKN  
     ?XbM  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； w7@TM%nS  
     KTq+JT u  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； er8T:.Py  
     V1&qgAy~  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 \i'Z(1  
     X- ZZLl#  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 u*T( n s l  
     ~].?8C.>*  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 [=BccT:b  
    优化函数依据迭代次数进行显示： J%u,qF}h  
    kV+%(Gl8  
    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。 1Q/= s,{u  
     #CV]S4/^  
    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。 Vw|P;LLl`  
     rQxiG[0  
    参数构成： h UC157  
     PjD9D.  
    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%； ^) (-7H  
      
    `*l aUn  
    局部参数优化： +CM>]Ze  
    ", p5}}/  
    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。 5a-x$Qb9  
    :sQ>oNnz  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； g/FZ?Wo  
    YF)]B|I  
    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。 _i_P@I<M|~  
    5X f]j=_  
    %.m+6 zaF  
    gBky ZK  
    参数定义： NS65F7<&  
    RA!q)/ +  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 /w1M%10   
    OXm`n/64+  
    缝宽10—190nm权重1e20 ua)jGif  
    jU $G<G  
    优化函数定义： =?c""~7  
    41x"Q?.bY  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） *a\6X( ~  
    -@e2/6Oi  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ~nTj't2R  
    8IA1@0n&  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 zXM,cV/s   
    H %c6I  
    p#CjkL  
    选择下山简法进行局部优化。 P}]o$nWT  
    AN:yL a!  
    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。 @ 5^nrB  
    :\vs kk),  
       D#G%WT/"  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 %@Z;;5L  
    1X[^^p~^  
    优化过的参数为： ,sIC=V +  
    M+0PEf.  
    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% ~ ;LzTL  
    \"1>NJn&k)  
    结论： <^\rv42'(2  
    m`9nDiV  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 <)p.GAZ  
    w`;HwK$ ,  
    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。 SIV !8mz  
    s(nT7x+W  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ":_II[FPY  
    VJ=>2'I  
    CVW T >M<  
    QQ：2987619807     J Cq>;br.  
     
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