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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 u74[>^  
     Ye%~I`@?  
    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。 S3C]AhW;  
     ?> 9/#Nv  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 + )AG*  
     &Q/W~)~  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ^`i#$  
    LRxZcxmy  
    相关案例：100.01,101.01 w0 M>[ 4  
     xJpA0_xfG  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 B6+khuG(  
     B B{$&Oh  
    建模任务： L?b~k=  
     3oj' ytxN  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 4!{KWL`A  
     J'6PmPzY|  
    tH@Erh|%  
    优化目标： ^cC,.Fdw  
    l K{hVqpt  
    —TE模偏振光的透过率最大化 nQZx= JK  
     1/B>XkCJ  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ~Y[r`]X`"m  
     >a<.mU|#  
    优化函数： AG nxYV"p  
     R`5.[?Dt  
    —最小化TE的透过率 n t;m+by  
     5:[0z5Hww  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 3Y4?CM&0v  
    =`oCLsz=  
     dw>C@c#"  
       @}u*|P*  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 =osk+uzzG  
    C\3rJy(VJ  
     Ys9[5@7  
    >{n,L6_ t  
    优化的自由变量为： H\"sgoJ  
    aH(J,XY  
    —缝宽：10—190mm f1RWP@iar  
     wD}l$ & +  
    —光栅深度：20—200nm Vi$~-6n&  
     bTNgjc  
    优化算法： w>&aEv/f  
     HXC ;Np  
    —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。 nIf1sH>  
    —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。 =+-UJo5  
     F@jZ ho  
    光路流程图和偏振分析器： PcMD])Z{G  
     r| wS<cA2  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ;6 D@A  
     QD&`^(X1p  
    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。 J7$5s  
    )gUR@V>e2  
    Parameter Run 的全局搜索：  :A_@,Q  
     =_*Zn(>t`  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ?3`UbN:  
     Y=?3 js?O  
    Parameter Run 设置 Xf]d. :  
     x_Y!5yg E  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； :uS\3toj  
     CI0C1/:@  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； @+2=g WH  
     r.&Vw|*>  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ?pmHFlx  
     <8&au(I,vB  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 A2Ed0|By  
     .o^l z 9:  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 1W LXM^ 4  
    优化函数依据迭代次数进行显示： >Eto( y"q  
    kd(8I_i@  
    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。 ORw,)l  
     DU'`ewLL7  
    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。 Af2( 5]  
     :J@ gmY:C  
    参数构成： 1N-\j0au  
     nPl?K:(  
    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%； ^A/k)x6  
      
    {$ JYw{a  
    局部参数优化： '[:D$q;  
    n5NsmVW\x  
    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。 xGg )Y#  
    {rw|#Z>A  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； j{A y\n(  
    azp):*f("  
    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。 I"<\<^B<  
    X`>i& I]  
    @o _}g !9=  
    "?xHlYj@+  
    参数定义： m}t`FsB.  
    osAd1<EIC  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 G4X|Bka  
    nRS}}6Q  
    缝宽10—190nm权重1e20 Jhhb7uU+  
    3yF,ak {Sl  
    优化函数定义： l<LI7Z]A  
    <0&*9ZeD  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） O KR "4n:  
    $ @`V  
    ——偏振对比度大于50（全波段） M`!H"R7  
    0@iY:aF  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 [D4SW#  
    <uw9DU7G  
    x*U)Y  
    选择下山简法进行局部优化。 kfY}S  
    w-MCZwCr)  
    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。 U$ElV]N  
    ;))+>%SGCt  
       h2]P]@nW;W  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 u?(d gJ  
    Vaw+.sG`AP  
    优化过的参数为： 9vc2VB$  
    FbFPJ !fb  
    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% bJ {'<J  
    "_NN3lD)X  
    结论： 8^+%I/S$  
    H3=qe I  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 A[{yCn`tM  
    D'PI1 0t  
    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-}O0~Jz  
    7# Kn8s  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 "e>;'%W  
    O;jrCB  
    zL0pw'4  
    QQ：2987619807     G}raA%  
     
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