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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<9C?  
     Bug.>ln1  
    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。 )>1}I_1j)  
      a[nSUlT&  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ?7Cm+J  
     D`@a*YIq  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 d'W2I*Zc<  
    _5rKuL  
    相关案例：100.01,101.01 ^<!R%"o-  
     MZ}0.KmaZ  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 //c6vG  
     ntH`\ )xi  
    建模任务：  lPZ>#  
     ;\w3IAa|V  
    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。 CaZc{  
     KfjWZ4{v  
    Z5v_- +K  
    优化目标： "BT M,CB  
    /V*SI!C<f  
    —TE模偏振光的透过率最大化 >fYcr#i0[  
     m+XHFU  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ?w(hPUd!2  
     \C$e+qb~{  
    优化函数： M ]047W  
     lPR^~&/  
    —最小化TE的透过率 Xb:* KeZq  
     [RKk-8I  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） pG"wQ  
    .hH_1Mo8  
     MDytA0M  
       XB!qPh .  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 E@C.}37R  
    *KNfPh#wi}  
     bK6^<,~  
    1av#u:jy~>  
    优化的自由变量为： bz>\n"'  
    U3_O}X+  
    —缝宽：10—190mm WA2NjxYz  
     lt-3OcC  
    —光栅深度：20—200nm Lx>[`QT  
     ,j XK  
    优化算法： m Z +dr[  
     atpHv**D<i  
    —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。 )A*53>JV  
    —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。 HlX~a:.7  
     O\f`+Q`0  
    光路流程图和偏振分析器： zwC ,,U  
     BDf M4  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。  [{2v}  
     fNi&r0/-t  
    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。 sDBSc:5+e  
    F_0D)H)N@  
    Parameter Run 的全局搜索： w-JWMgY8w  
     Jvc<j:{^w  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 1|8Bv0-b  
     Psf'^42(v  
    Parameter Run 设置 #C } +  
     B`)sc ~u  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； WYF8?1dt +  
     A5F (-  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； &-FG}|*4M  
     (b~l.@xh  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 #Hr'plg 8  
     "7EK{6&jQ  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Pqx?0 f)  
     w tGS"L  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 KWDH 35  
    优化函数依据迭代次数进行显示： P !f{U;B  
    rD21:1s  
    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。 S-mpob)  
      Ps.xY;Y  
    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。 syLdm3d|  
     ##''d||u  
    参数构成： P9m  
     LhKbZ oPp  
    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%； h8O\sKn  
      
    GU`q^q@Ea  
    局部参数优化： j5R0e}/r  
    l'4<^q  
    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.4e4%BBS  
    3mofp`e  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 6 8n ;#-X  
    DcFY b|p  
    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。 evZP*N~G  
    0kCo0{+n  
    ':}9>B3 S  
    K:-jn}i?/  
    参数定义：  .?CaU  
    +d LUq2  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 M 2| k.  
    n;. M5}O  
    缝宽10—190nm权重1e20 ,&3+w ~Ua  
    p:b{>lM  
    优化函数定义： Oto8?4[n  
    * G*VY#L  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） >{(c\oMD  
    du }HTrsC  
    ——偏振对比度大于50（全波段）  1H.;r(c  
    bxPa|s?  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Q)4[zStR#  
    5l@} 1n  
    p q?# X0  
    选择下山简法进行局部优化。 ?r(vXq\  
    SJ22  
    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。 ~t2" L|i  
    ]U~{?K'g@j  
       KXx;~HtO  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 w(_:+-rqQ<  
    H@zZ[  
    优化过的参数为： n%\\1  
    7>@0nHec  
    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% c99|+i50  
    +W1l9n*  
    结论： ubZuvWZ  
    =>>Dnp  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 r9(c<E?,h  
    cahlYv'  
    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 R~s`>2  
    HQ=pf >  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 fh_:ung  
    HL[V}m  
    Ie Chz d  
    QQ：2987619807     %#4;'\'5  
     
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