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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 J(9{P/  
     DjvPeX  
    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。 Ns\};j?TU*  
     }>b@=5O  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Qs<L$"L1  
     TRE D_6  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Z4sS;k]}  
    d@ ] N  
    相关案例：100.01,101.01 -\25&m!+  
     p& Kfy~  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 cG1iO:  
     HNLr} Yj  
    建模任务： !L2!:_  
     mH)8A+us  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 UMK9[Iy$<M  
     DbYnd%k*4  
    xZVZYvC,t  
    优化目标： #@E:|^$1y  
     I*n]8c  
    —TE模偏振光的透过率最大化 SErh"~[  
     ~ ^fb`f+%  
    —TM模偏振光的透过率最小化 I]WvcDJ}C  
     yqP=6   
    优化函数： >1` '5A}s  
     ?[)V  
    —最小化TE的透过率 p!\ GJ a",  
     "@t bm[  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ; FHnu|  
    l9 &L$,=  
     _\{/#J;lN  
       28 zZ3|Z3  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ~JP3C5q  
    ~Q}!4LH  
     ]&tcocq  
    !=u=P9I  
    优化的自由变量为： zT93Sb  
    :`uu[^  
    —缝宽：10—190mm Emw]`  
     2#s8Dxt  
    —光栅深度：20—200nm 0-/@-qV\  
     3Z7gPU!H=  
    优化算法： [p]UM;+  
     (i1p6  
    —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。 "6v_<t`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。 CY$ 1;/  
     ~g;)8X;;+  
    光路流程图和偏振分析器： Z/ L%?zH  
     ;J:*r0  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 x{/-&`F  
     /)<kG(Z  
    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。 q#\B}'I{  
    vI:_bkii  
    Parameter Run 的全局搜索： Y' 5X4Ks|  
     RMdU1@  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 &-m}w:j=  
     ,bP8"|e  
    Parameter Run 设置 *e:2iM)8~  
     ?8;WP&  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ?yu@eo  
     fUPYCw6F  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； x6^FpNgQ  
     f*T}Ov4  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 :)h4SD8Y  
     PF+Or  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 6o*'Q8h  
     'ITZz n*  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 YdUcO.V  
    优化函数依据迭代次数进行显示： VFm)!'=I  
    !(3[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。  '{cFr  
     $4og{  
    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。 GH&5m44   
     :^FH.6}x  
    参数构成： k L4#  
     JOs kf(  
    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%； @g*[}`8]y  
      
    Y@qugQM>  
    局部参数优化： 2EO9IxIf  
    u#Bj#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。 i+lq:St  
    3K/]{ dkD  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； l>J%Q^  
    -iFFXESVX  
    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。 =`Ky N/  
    Yq:/dpA_  
    `>RM:!m6=$  
    ]/AU_&  
    参数定义： qoW$Iw*q)B  
    ?}EWfsA  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 P]L%$!g  
    \Rha7O  
    缝宽10—190nm权重1e20 J%fJF//U  
    XXQC`%-]<i  
    优化函数定义： z`D|O|#q  
    P$3!4D[  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） [$fB]7A  
    ^PMA"!n8  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ;6?,Yhk$h  
    PTTUI  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 :R3&R CTZ  
    Wu l8ej:  
    ucbtPTFYvr  
    选择下山简法进行局部优化。 zB\ 8<97 C  
    +?5Vuc%  
    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。 @(."[O:  
    f<R 3ND)  
       _ -,[U{  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 @9k3}x K  
    /Wdrpv-%,1  
    优化过的参数为： h645;sb0  
    ?wjk=hM2  
    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% r\y\]AmF  
    ]n$ v ^  
    结论： rERtOgi  
    Lf{pTxKr  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 CM `Q((  
    kpk ^Uw%f  
    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。 r8A'8g4cM  
    R80|q#h,]  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 TBHd)BhI.  
    @#9xSs#  
    ~u?rjkSFoh  
    QQ：2987619807     -ilhC Y@M  
     
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