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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 !yj1X Ar  
     /9kxDbj  
    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。 e eN`T&cI  
     p}sM"}Ul  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 w^8Q~ 3|7  
     e@V J-s  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 RQWUO^&e^  
    yLLA:5Q1  
    相关案例：100.01,101.01 SujEF` "  
     6_" n  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ){P`-ZF  
     5P<1I7d  
    建模任务： MF.!D;s  
     Eh;Ia6}  
    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。 A4(L47^  
     Ht+roY  
    <-N eusx%  
    优化目标： }2S!;swg+  
    -"ZNkC =  
    —TE模偏振光的透过率最大化 =%I[o=6  
     cHr]{@7Cs  
    —TM模偏振光的透过率最小化 "JmbYb#Z  
     "k + :!D  
    优化函数： Y_faqmZ 9]  
     !lzj.|7=1  
    —最小化TE的透过率 p&Nav,9x  
     }Y.@:v j  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ApSseBhh  
    %LC)sSq{H  
     l+6@,TY1U  
       i/ o  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 =CFg~8W  
    Eyf17  
     fXnTqKAfu6  
    jN{k }  
    优化的自由变量为： 8bMw.u=F  
    {=I,+[(  
    —缝宽：10—190mm "K>!+<  
     l]DRJ  
    —光栅深度：20—200nm o/ \o -kC}  
     ?xKiN5q"6  
    优化算法： QP<P,Bi~  
     :FSg%IUX  
    —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。 N0lFx?4  
    —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。 0|va}m`<3G  
     (.oDxs()I  
    光路流程图和偏振分析器： 5r8 [ "  
     D.AiqO<z  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 eWYet2!Q  
     ]lJ#|zd8o  
    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。 PTpCiiA@  
    ;/m>c{  
    Parameter Run 的全局搜索： $+e(k~  
     4mBM5Tv  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 3H"F~_H  
     RToX[R;1E  
    Parameter Run 设置 b N>Ar  
     b2F1^]p  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 3s:)CXO  
     .*EP$pc  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； h*P0;V`UX  
      h;K9}w  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 IMSm  
     V/OW=WCzN  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 W#b++}S  
     E.VEW;=  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 &#q%#M:  
    优化函数依据迭代次数进行显示： a3Z()|t>  
    Grd9yLF  
    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。 #2.C$  
     r Z5eXew6  
    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。 ?K}KSJ6_  
     P#A|Pn<p  
    参数构成： Dhg/>@tw  
     U8g?   
    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%； *OE>gg&?Nh  
      
    dnPr2oI?I  
    局部参数优化： 4P24ySy9F  
    kr1^`>O5  
    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。 Yu^}  
    NX+ eig</-  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； d<;XQ.Wo7  
    +fIy eX  
    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。 A,ao2)  
    x2f_>tu2  
    zgpPu4t  
    HoM8V"8B  
    参数定义： 8J9o$Se  
    p:U{3uN 62  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 1G8t=IA%D  
    VHws9)  
    缝宽10—190nm权重1e20 0$nJd_gW_  
    KQqQ@D&n  
    优化函数定义： GHWpL\A{8`  
    zjJyc?  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 2,%ne(  
    lu.2ZQE  
    ——偏振对比度大于50（全波段） xhMdn3~U  
    ]7"mt2Q=3  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Nb{oH+$b  
    5 4LCoG/  
    }`^<ZNkb/  
    选择下山简法进行局部优化。 ln!KL'T]  
    EA>$t\z  
    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。 veE8 N~0N.  
    Z#W`0G>'  
       _H3cqD  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 |s`q+ U-  
    QU4'x4YS  
    优化过的参数为： ;[ zx'e?!  
    1X9sx&5H  
    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% {k]VT4/  
    pcl _$2_  
    结论： `")  I[h  
    YvHn~gNPhs  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 SO&;]YO  
    bo"I:)n;  
    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。 Ua3ERBX{  
    !c`1~a!  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 fu&]t8MJC  
    2I4P":q  
    BPOWo8TqD^  
    QQ：2987619807     =gqZ^v&5U  
     
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