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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 h:nybLw?  
     b~J)LXj]w  
    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。 sU"%,Q5  
     DcW?L^Mst  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 G 5;6q  
     >> zd  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 VG);om7`PD  
    O\6U2b~  
    相关案例：100.01,101.01 9@lWI  
     F!]Sr'UA  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 {drc}BL_  
     Ho>Np&  
    建模任务： (k?H T'3)  
     );$99t  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 D5TDg\E  
     yOq@w!xz  
    mHxR4%i5  
    优化目标： lH}KFFbp  
    <Dd>- K  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Upe}9xf  
     %{@Q7  
    —TM模偏振光的透过率最小化 `7CK;NeT  
     c+ oi8G  
    优化函数： >?, Zn  
     T3X'73M  
    —最小化TE的透过率 j*jUcD *  
     `Mnu<)v  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 9 r!zYZ`)  
    KJA :;   
     V ~C$|+>e  
       ;2p+i/sVj  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化  !+eH8  
    0cd_l 2f#g  
     *MP.YI:h  
    +$h  
    优化的自由变量为： l/&.HF  
    9a}9cMJ^"  
    —缝宽：10—190mm e$# *t  
     o*S_"  
    —光栅深度：20—200nm ghk=` !yKw  
     IS2cU'   
    优化算法： ]~({;;3o-  
     , NSf  
    —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。 ZK5nN9`  
    —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。 @5Xo2}o-Q  
     \N,ox(f?gW  
    光路流程图和偏振分析器： l~c[}wv  
     N3%X>*'  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 'nmA!s  
     @ZjT_  
    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。 Dac)`/  
    $x0SWJ \G  
    Parameter Run 的全局搜索： g.lTNQm$u  
     T] zEcx+e  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 3k Ci5C  
     h>-P/  
    Parameter Run 设置 . %RM8  
     C($l'jd&  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； /*K2i5&X  
     L, JQ\!c  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； G]^[i6PQs  
     _BczR:D*  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 s]arNaaA  
     / ^.|m3  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Harg<l  
     6Sr]<I +:  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 U!wi;W2  
    优化函数依据迭代次数进行显示： dbI>\khI  
    ,eXtY}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。 ]<;,HGO  
     YH&=cI@  
    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。 __=H"UhWv  
     k3~9;Z  
    参数构成： 2hh8G5IaQ  
     Y'v[2s  
    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%； z _!ut  
      
    ARk(\,h  
    局部参数优化： $ghZ<Y2}9  
    Y G+|r  
    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。 HA6tGZP*L  
    k6G _c;V  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； FFHq':v  
    zLI0RI.Pe  
    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。 ;nY#/%f  
    Sj9fq*  
    >Vuvbo   
    m,l/=M  
    参数定义： 9&6juL  
    jc^QWK*q  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 1b,a3w(:1  
    3DU1c?M:  
    缝宽10—190nm权重1e20 7_0 p& 3  
    VF]AH}H8I  
    优化函数定义： }X(&QZ7i`  
    Z;BS@e  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） +7Ws`qhEe  
    )^2eC<t  
    ——偏振对比度大于50（全波段） tFN >]`Z  
    _fAgp_)  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 UKS5{"=T[  
    $a(-r-_Fi]  
    BZR{}Aj4pa  
    选择下山简法进行局部优化。 .~z'm$s1o  
    E$8JrL  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 l_B735  
    la!]Y-s)'4  
       6Q.S  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 *S$v SDJCW  
    IwYeKN6s  
    优化过的参数为： \Mf>X\}  
     Fr%#  
    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% M`MxdwR  
    p/H.bG!z  
    结论：   f XD+  
    Q*ITs!~Z  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 )6|L]'dsZ  
    UaT%tv>}8#  
    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。 f/Gx}x=  
     Rr) 5 [  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 o)`PS w=  
    WI8}_){ d  
    eP{srP3 9  
    QQ：2987619807     X.]I4O&_  
     
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