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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 \D k^\-  
     g#nsA(_L  
    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。 ?Lb7~XKt\  
     4~MUc!  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ) G&3V  
     >d[vHyA~!D  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 m64\@ [  
    0~5}F^8[L  
    相关案例：100.01,101.01 X \ZUt >  
     nE$ V<Co}  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 I{UB!0H  
     I,Y^_(JW  
    建模任务： `.Q3s?1F  
     AQGE(%X  
    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。 (MU7  
     (D3m5fO  
    A+ *(Pds  
    优化目标： *Z(C' )7r  
    .tZ$a_O  
    —TE模偏振光的透过率最大化 !Bbwl-e`  
     .y/?~+N^  
    —TM模偏振光的透过率最小化 "Z?":|%7  
     S(s~4(o>8  
    优化函数： _ L6>4  
     Q%d[ U4@  
    —最小化TE的透过率 U.jMK{  
     WuXRL}!\,  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） #Ih(2T i  
    JH,bSb  
     r/:'}os;  
       Efd[ZJxS6  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 4tKf  
    E&v-(0  
     Mi-9sW  
    }+3~y'k  
    优化的自由变量为： +6E<+-N  
    K?eo)|4)DB  
    —缝宽：10—190mm :Dm@3S$4<  
     \wd`6  
    —光栅深度：20—200nm OPh@H.)^  
     sTYl' Ieg  
    优化算法： hZG{"O!2 s  
     t":>O0>cz  
    —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。 uf3 gVS_h=  
    —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。 +g30frg+Gl  
     j KK48S  
    光路流程图和偏振分析器： (P_+m#  
     p 1fnuN |,  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 -OAH6U9^  
     $o^}<)DW  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 Etk<`GRfA  
    I<#kw)W!  
    Parameter Run 的全局搜索： OQyOv%g5C  
     %QkvBg*  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 69L&H!<i:  
     1Pc'wfj  
    Parameter Run 设置 }DwXs`M7  
     vsR&1hs  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Vngi8%YWp  
     / nRaxzf'  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 9`b3=&i\  
     N/p_6GYMa  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 o!d0  
     ea/6$f9^  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 0eIR)#j*  
     0U~JSmj:2K  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 B5S1F4  
    优化函数依据迭代次数进行显示： U[u6UG  
    !Zx>)V6.  
    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。 )/w2]d/9  
     `WL*Jb  
    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。 ,kI1"@Tu  
     zSO9 U  
    参数构成： p`0Tpgi  
     d?qz7#kc  
    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%； /xnhHwJm  
      
    %0'f`P6  
    局部参数优化： (C|%@61S  
    %-.GyG$i  
    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。 ;!b(b%  
    R7>@-EG  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； JKGZ0yn  
    ] a()siT  
    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。 }W J`q`g  
    JJr<cZ4]  
    Ig2VJs;  
    $6[]c)(  
    参数定义： ah.Kb(d:  
    J/ ~]A1fP6  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 BH1To&ol  
    {zcjTJ=Zt8  
    缝宽10—190nm权重1e20 #;)7~69  
     Qy%/+9L  
    优化函数定义： I&9B^fF6  
    g}7B0 yo  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） *9PQJeyR  
    {z7{ta  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 8,Z0J  
    m[XN,IE#u  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 0ni5:tYy  
    g o@}r<B$  
    LxO'$oKZV  
    选择下山简法进行局部优化。 = zSrre  
    }\F>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。 $}829<gh7  
    Vl%k:  
       C%&7,F7  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 J&?kezs  
    iT5%X   
    优化过的参数为： pJI H_H  
    gDrqs>8  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% }`X$ '  
    ?!ig/ufZ  
    结论： {+ m)*3~w  
    mTt 9 o9E  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 U8d  wb  
    x+&&[>-P  
    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。 2;3q](d   
    7hc(]8eP  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 We`axkC  
    a;(:iMCi  
    &xVWN>bd^  
    QQ：2987619807     z t1Q_;  
     
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