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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 20aZI2sk`  
     +0J@y1  
    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。 %tV32l=  
     Uo2+:p  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 V JDoH  
     vQ 4}WtvA  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 U;g S[8,p  
    Okpwh kPL5  
    相关案例：100.01,101.01 Vo,[EVL  
     'w(y J  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 A:eFd]E{(  
     "V4Q2T T  
    建模任务： NPm;  
     /s:w^ g~  
    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。 qe$33f*  
     !EOQhh  
    ,h^r:g  
    优化目标： R2rsJ  
    GW3>&j_!d  
    —TE模偏振光的透过率最大化 d ",(a Z  
     >GXXjAIu/  
    —TM模偏振光的透过率最小化 CbOCk:,g5  
     KY$k`f6?P  
    优化函数： #{$1z;i?f  
     := <0=JE#  
    —最小化TE的透过率 p&^J=_O  
     gO='A(Y  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） $W&:(&  
    ,[isib3  
     ~U$":~H[  
       l4vTU=  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 %<} <'V0  
    nA_%2F'W}  
     "_< 9PM1t  
    pYo=oI  
    优化的自由变量为： m`y9Cuk  
    sb^mLH] 3  
    —缝宽：10—190mm 7+nm31,<O  
     2.-o@im0  
    —光栅深度：20—200nm NF+<#*1  
     "3fBY\>a  
    优化算法： [Atc "X$  
     A&zS'toU  
    —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。 0{+.H_f`  
    —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。 +C+<BzR~A.  
     "R[l ZJ@  
    光路流程图和偏振分析器： 6e&$l-  
     w^q7n  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ObG=>WPJa  
     T\9~<"P^  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 5\ hd4  
    y$b]7O  
    Parameter Run 的全局搜索： 8{0k0 &x  
     8 #}D : (  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 G.\l qYrXU  
     hmC*^"C>U=  
    Parameter Run 设置 =\};it{u  
     ?9mkRd}c  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； kn"q:aD  
     ^/@jwZ  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ]< XR]FHx)  
     ,LhCFw{8?~  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 sOBu7!G%  
     5Bjgr  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ,.tfWN%t\  
     CnISe^h  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 i47j lyH  
    优化函数依据迭代次数进行显示： <a( }kk}  
    ik.A1j9oN  
    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。 ]:ZdV9`  
     n,$z>  
    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。 x Q4%e[/  
     LWnR?Qve<  
    参数构成： YXW%]Uy+  
     fv!?Ga(  
    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%； o-C#|t3hH  
      
    x/ *-P b-_  
    局部参数优化： \%0n}.A  
     _; Y`  
    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。 ?6^|ZtB  
    Yg9joNBh  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 3Ot~!AlR  
    ?jx1R^  
    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。 QDx$==Fo  
    ZcJ\ZbE|  
    ntVS:F  
    P{Lf5V9# <  
    参数定义： Ztr Cv?  
    IZ/m4~  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 c!K]J  
    G\de2Q"d:O  
    缝宽10—190nm权重1e20 E>|: D  
    Jl3g{a  
    优化函数定义： S! v(+|  
    ,Wbwg  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） @#g<IBG=*  
    q 11IkDa  
    ——偏振对比度大于50（全波段） $D'- k]E[H  
    Z;/$niY  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 EJ@p-}I!  
    V w||!d  
    ~\LCvcY"X  
    选择下山简法进行局部优化。 Y_woKc*  
    2;a(8^n  
    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。 .Z:zZ_Ev  
    %w7u]-tR  
       ?']5dD  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 {!t7[Ctb  
    x^4xq#Bb7  
    优化过的参数为： *t[. =_v  
    D=m 'pL/pl  
    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% FCi U  
    N ,8/Y  
    结论： +LM#n#T  
    TJ q~)Bm  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 7Mb# O_eh  
    s7Ub@  
    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。 %LVm3e9  
    |7yAX+  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Q8!) !r%  
    =6"2UC&  
    &wD;SMr<  
    QQ：2987619807     e/0<[s*#Q  
     
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