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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 P.H/H04+  
     O|7{%5h  
    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。 >[P7Zlwv4  
     ,mBKya)  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 i2%m}S;D9  
     ~)_ ?:.Da  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 nAba =iW  
    h9OL%n 7m'  
    相关案例：100.01,101.01 G*w W&R)  
     4+?ZTc(  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 A%czhF  
     ]3 8<ly7  
    建模任务： Hpo?|;3D5  
     H* L2gw  
    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。 EwBN+v;)  
     "VVR#H}{  
    _=^hnv  
    优化目标： I3rnCd(  
    f[I'j0H%  
    —TE模偏振光的透过率最大化 { `|YX_HS  
     sq6%=(q(?  
    —TM模偏振光的透过率最小化 "qP^uno  
     s2v#evI`+  
    优化函数： 2Q'XB  
     { )GEgC  
    —最小化TE的透过率 U.j\u>a  
     MfpWow-#{  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） m ?"%&|  
    Xgth|C}k  
     $$;2jX"I  
       "M#`y!__  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 LsD9hb7  
    WQmiG=Dw^  
     ~Z/`W`  
    A =[f>8  
    优化的自由变量为： ^?.:}  
    Jz3<yQ-  
    —缝宽：10—190mm T]Td4T!  
     5!Mp#lO  
    —光栅深度：20—200nm Gv nclnG  
     W me1w\0  
    优化算法： #LyjJmQ  
     k@)m-K  
    —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。 @DC2ci >  
    —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。 MdboWE5i  
     l )V43  
    光路流程图和偏振分析器： +PXfr~ 4  
     `xAJy5  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 U)=Z&($T  
     )"3oe ?  
    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。 G]DN!7]@g  
    j.v _  
    Parameter Run 的全局搜索： $ 5-2 cL  
     Y},GZ^zqy  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 LmdV@gR  
     [_G0kiI}W"  
    Parameter Run 设置 kc']g:*]Y  
     HPCA$LD  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； " /-v 9  
     2Xs< 1rF  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Wq&c,H  
     >#n-4NZ;p9  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 oc%le2   
     &r%^wfp  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 "EkO>M/fr  
     4xn^`xf9  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 nln[V$   
    优化函数依据迭代次数进行显示： z :jF) N  
    ^52R`{  
    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。 0(f;am0y  
     He;%6OG{  
    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。 ]@T `q R  
     E1w XG  
    参数构成： .Tqvy)'  
     J|8YB3K,  
    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%； x&b-Na3Xi  
      
    /[dAgxL  
    局部参数优化： Z'bMIdV  
    0nnq/u^  
    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。 ?\VN`8Yb  
    <Py/uF|  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Yaepy3F  
    Px&Mi:4tG  
    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。  o*1`,n  
    JY8pV+q @=  
    $gK>R5^G>  
    $ {eh52)`  
    参数定义： <"%h1{V  
    h;[Nc j]  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 v!C+W$,T  
    l Nto9  
    缝宽10—190nm权重1e20 &}=,8Gt1G  
    HhH'\-[t  
    优化函数定义： ,R6$SrNcd  
    _Hj,;Z  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ub&29Qte  
    t4f\0`jN  
    ——偏振对比度大于50（全波段） <u/({SZ&  
    _J;a[Ky+[  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 . Dxrc  
    g<3>7&^  
    D$ z!wV  
    选择下山简法进行局部优化。 ?V&a |:N9  
    7^X_tQf  
    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。 7s3<}  
    VH65=9z  
       V#KM~3e  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 4`]1W,t  
    j'n= Xh  
    优化过的参数为： ;r}<o?'RM  
    nzDY!Y  
    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% ^Tmmx_Xw  
    'J$NW  
    结论： . C?gnOq  
    FM];+d0  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 /Vc!N)  
    ? GW3E  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 Vd~k4  
    4{E=wg^p  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ')<$AMy1  
    SBt: `,  
    Pw{+7b$  
    QQ：2987619807     8^T$6A[b  
     
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