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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 ^<e.]F25M  
     )oyIe)  
    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。 `QXErw  
     JU4q zi  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 U~pV)J  
     ]MxC_V+P`  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 #5f-`~^C{  
    t^w"w`v\u  
    相关案例：100.01,101.01 B[KJR?>  
     KN*  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 uvrB5=u  
     /kfgx{jZ  
    建模任务： E2m8UBS  
     }I :OsAw  
    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。 Rj4|Q:XG  
     1;{Rhu7* k  
    DCZ\6WY1G)  
    优化目标：  rwI  
    8?%-'z.  
    —TE模偏振光的透过率最大化 RO.k]x6  
     ll C#1  
    —TM模偏振光的透过率最小化 >"C,@cN}B  
     Ry'= ke  
    优化函数： #W|'1 OX4  
     .,OVzW  
    —最小化TE的透过率 [<6S%s  
     BW "5Aj  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） v#!%GEg1r  
    ?#45wC  
     v&=gF/$  
       /K(o]J0F  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 G%s 2P.cd  
    "T|PS 6R~  
     |6$p;Aar  
    QnJZr:4b  
    优化的自由变量为： T7#W0^tj  
    dUQ DO o  
    —缝宽：10—190mm 8@tPm$  
     bdc&1I$  
    —光栅深度：20—200nm C<P%CG&;  
     r.BIJt)  
    优化算法： i{`;R  
     x= 5N3[5  
    —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。 D8xmE2%  
    —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。 6E^.7%3  
     k@'#@ t  
    光路流程图和偏振分析器： @WVcY:1t#  
     m_)FC-/pSl  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 $GTU$4u  
     D`$hPYK|_  
    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。 ;9c<K  
    apu4DAy&8  
    Parameter Run 的全局搜索： sL\L"rQN6  
     ayfFVTy1d  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 yp({>{u7  
     Y$?9Zkp>  
    Parameter Run 设置 iy%ZQ[Un  
     ;oc&Hb  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； hBBUw0"  
     o*o/q],C9-  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； HxIIO[h  
     !y@6Mm  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 JW3B'_0  
     rv|)n>m  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 s;6CExH  
     <OIIoB?t  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 orjj' +;X  
    优化函数依据迭代次数进行显示： U15H@h  
    /!3@]xz*  
    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。 w.\&9]P3~  
     D?NbW @]  
    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。 N19({0+i2  
     (aH'h1,G  
    参数构成： BS:+~|3w  
     Jz2N  
    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%； !;KCU^9  
      
    <|SRe6m  
    局部参数优化： lc~%=  
    j4cwI90=  
    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。 ~2gG(1%At9  
    "-vW,7y  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 61)-cVC  
    &3n~ %$#N  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 ''0fF_P  
    u[DfzH  
    CD~z=vlK-  
    a-|*?{o  
    参数定义： yrC7F` .  
    3_MS.iM  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 '.81zpff  
    x7eQ2h6O  
    缝宽10—190nm权重1e20 @tZ&2RY1  
    (q(~de  
    优化函数定义： .O0 +H+  
    4UW_Do  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ZHm7Isa1  
    >8qQK r\"  
    ——偏振对比度大于50（全波段） U'<KC"f:'!  
    3%(N[&LU  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 g.zEn/SM  
    ^$'z!+QRM  
    Nw1#M%/!r!  
    选择下山简法进行局部优化。 Stu4t==U  
    8j=}u/T@F  
    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。 br":y>=,  
    Ljx(\Cm  
       )C(? bR  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 B#.L  
    +i@y@<l:+  
    优化过的参数为： T<55a6NoK  
    98uV6b~g  
    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% '8{N e!y  
    f;xkT  
    结论： '>' wK.  
    o1h={ao  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Vp3ZwS  
    }Du}c3  
    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。 j]aoR  
    2&^]k`Aj6D  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 =A!@6Nw  
    4:dH]  
    `O[};3O&  
    QQ：2987619807     y*tZ !m2Gg  
     
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