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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 qvscf_%FM  
     ^Nu} HcC+  
    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。 W6PGv1iaW>  
     A1_x^s  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Ac54 VN  
     8%"e-chd  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 w7C=R8^  
    k8ck#%#}Wu  
    相关案例：100.01,101.01 X*~YCF[_  
     -K !-a'J  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 <uvshZ v  
     4EK[gM8  
    建模任务： -bE|FFU  
     }>w; +XU  
    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。 26**tB<  
     Gl:AS PZ6  
    N7_Co;#(zK  
    优化目标： _H,RcpyJ  
    -FI1$  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Yem\`; *  
     pIXQ/(h31  
    —TM模偏振光的透过率最小化 " duJl-  
     A3n"zxU  
    优化函数： u *< (B  
     c>g%oE  
    —最小化TE的透过率 ".\(A f2  
     SS`C0&I@p  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 7Tbkti;  
    X]!@xlwF\  
     9V&LJhDQ  
       3XRG"  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 $enh45Wy  
    UXP;'  
     lySaJ d  
    ^kq!/c3r  
    优化的自由变量为： krA))cP  
    1<83MO;  
    —缝宽：10—190mm a|NU)mgEI  
     CmTJa5:  
    —光栅深度：20—200nm dUZ&Ty^{  
     |#wz)=mD  
    优化算法： Ba6xkEd  
     Pz 'Hqvd  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 sn( }5;  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 hs4r5[  
     #!/Nmd=Nj  
    光路流程图和偏振分析器： ( ~>Q2DS  
     F'I6aE%  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 hd~rC*I  
     d%hA~E1rR  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 2"O Y]d  
    6,PL zZ5  
    Parameter Run 的全局搜索： i1 &'Zh  
     0=B5 =qyw  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 l&B'.6XKs  
     i'<1xd(`  
    Parameter Run 设置 qZh~Ay6I  
     KfNXX>'  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ]@YQi<d2^  
     \4k*Zk  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； U:r2hqegd  
     _u$K Lqt/,  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 K }BX6dA  
     -cgukl4Va  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 /5Loj&!=  
     <.ky1aex7  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 :(Bi {cw  
    优化函数依据迭代次数进行显示： z7C1&bGe  
    x(=x;X$[^  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 L:-lqag!  
     mI#; pO2  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 Y=Qf!Cq]  
     k#xpY!'7  
    参数构成： sA}R!  
     5eA]7$ic  
    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%； WKsx|a]U  
      
    <J-Z;r(gQN  
    局部参数优化： ]?{lQ0vw'w  
    TzGm562o%  
    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。 UmX[=D|  
    Ck?:8YlF  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； i:ZA{hA`c  
    $:!T/*p*  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 )AXH^&  
    :g#it@  
    IviQ)h p  
    A#&qoZ(C  
    参数定义： D5u"4\g< &  
    P qLqF5`S  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 "b4iOp&:=  
    4tJ4X' U  
    缝宽10—190nm权重1e20 T0%TeFY  
    lVtn$frp  
    优化函数定义： /g'-*:a  
    ( y*X8  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） p]Zabky  
    y$o=\:  
    ——偏振对比度大于50（全波段） WG}CPkj  
    j9'XZq}  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 \/'n[3x  
    a] =\h'S  
    y4We}/-<  
    选择下山简法进行局部优化。 &>.1%x@R  
    @n* D>g  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 &\|<3sd(  
    K/v-P <g  
       ?3,tG z)  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 lFGxW 5  
    UMQW#$~C{g  
    优化过的参数为： b.q"s6u  
    h\*rv5\M  
    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% ,9wenr  
    cjC6\.+l3  
    结论： '8kjTf#g<l  
    %yM' Z[-  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ^@L l(?  
    1[g!^5W  
    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。 =GKYroNM  
    &d3'{~:  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 u;ooDIq@  
    XW_xNkpL5c  
    V,"iMo  
    QQ：2987619807     iv z?-X4]  
     
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