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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 1iz\8R:0  
     b2z~C{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。 :Y"f .>  
     xi-^_I  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 HYtkSsXLN  
     @wB$qd;v  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 s+4G`mq>*  
    k38Ds_sW6d  
    相关案例：100.01,101.01 \wM r[_LW  
     >XA#/K  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 o zv><e#  
     D:f0W v  
    建模任务： a7ZPV1k  
     :.@gd7T  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 W8\K_M}  
     {BgGG@e  
    R# gip  
    优化目标： Zl]\sJ1"  
    o-R;EbL  
    —TE模偏振光的透过率最大化 -\LB>\;qn  
     CfAX,f"ZP  
    —TM模偏振光的透过率最小化 q[r|p"TGov  
     JGJQ5zt  
    优化函数： ^oj)#(3C  
     S&9{kt|BI  
    —最小化TE的透过率 9Y~A2C  
     C:W}hA!  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） #;H+Kb5O  
    T-eeYw?Yf  
     7kHEY5s "  
       qbmy~\ZY  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 3nxJ`W5j  
    [CJ&Yz Ji  
     fH>]>2fS  
    |0dmdrKD  
    优化的自由变量为： z6$W@-Vd  
    ?-Fp rC  
    —缝宽：10—190mm F+|zCEc  
     rj<r6  
    —光栅深度：20—200nm ?HttqK)  
     y$7<ZBG  
    优化算法： YcT!`B   
     RD<l<+C^~  
    —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。 lQY?!oj&q  
    —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。 //Ck1cI#h  
     h`,dg%J*B  
    光路流程图和偏振分析器： a6fMx~  
     +U% = w8b  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 $Ic: c  
     8NWvi%g  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 \-gZ_>)  
    EJ"[{AV  
    Parameter Run 的全局搜索： noV]+1#"V  
     zaf%%  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 I HgYgn  
     Q >] v?4  
    Parameter Run 设置 H0_hQ:K   
     E$T)N U\  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； W/OZ}ky}^  
     9U^jsb<St>  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； t?iCq1  
     7FMO' 'x  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 }mzM'9JH  
     ggIz) </  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 7g[T#B'/x,  
     8lh{ R  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 s8Xort&   
    优化函数依据迭代次数进行显示： .A//Q|ot!  
    Tj$D:xKf)  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 /{#1w\  
     17 Hdj  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 JL=MlZ  
     c%n[v3]  
    参数构成： :$lx]  
     9X/c%:)\=  
    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%； < {$zOF}  
      
    *+{umfZy  
    局部参数优化： $fR[zBxA  
    S;[9 hI+  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 CXwDG_e  
    iqW T<WY  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ZaBGkDX5  
    ,IX:u1mO  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 M#c.(QdF  
    }J$Q  
     A M8bem~  
    dcew`$SJp  
    参数定义： ?aR)dQ  
    96x0'IsaG  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 GdVq+,Ge  
    }D-h=,];  
    缝宽10—190nm权重1e20 qc;9{$?xV  
    l6IpyIex  
    优化函数定义： q{?Po;\D  
    jr29+>  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） `'H"|WsT  
    G'T/I\tB  
    ——偏振对比度大于50（全波段） cPZD#";f  
    v0&E!4q*'  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 :f<3`x'  
    Au(zvgP  
    Q{F*%X  
    选择下山简法进行局部优化。 r*'a-2A u  
    bq{":[a  
    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。 _7Z|=)  
    Pi7vuOJr8  
       vs}_1o  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 s_xWvx8?4.  
    /ZlPEs)  
    优化过的参数为： ?$ T! =e"  
    6fV%[.RR  
    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% |d =1|C%,  
    qP@d)XRQ  
    结论： @LZ'Qc }@  
    X~wkqI#d%E  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 No#1Ikw  
    OW!cydA-  
    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。 y8=p;7DY  
    n<\ W Vi  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 RQiGKz5  
    0*0]R C5?  
    ,5`pe%W7  
    QQ：2987619807     e }>8rnR{  
     
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