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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 ^(+q 1O'  
     ldp9+7n~  
    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。 s|XWw<Sa  
      G-1qxK  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 _PPC?k{z!  
     C@ q#s  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ?F]P=S:x  
    D1-w>Y#  
    相关案例：100.01,101.01 0|-}>>qb\  
     !4+Die X  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 6|q"lS*$S  
     KxKZC }4m  
    建模任务： 3YLfh`6  
     `T+>E0H(f  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 xV+\R/)x  
     q['D?)sy  
    7Dssr [  
    优化目标： ;0kAm Vy  
    T'7>4MT(  
    —TE模偏振光的透过率最大化 +~G:z|k  
     \;'#8  
    —TM模偏振光的透过率最小化 #y#TEw,  
     =/a`X[9vI  
    优化函数： a"xRc  
     @BnK C&{  
    —最小化TE的透过率 {ST8'hY  
     k0I$x:c  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） t*Ro2QZ  
    Ji,;ri2i  
      Xp<O  
       PtUS7[]  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 JE:LA+ (  
    lt4IoE`tk?  
     uZ_?x~V/  
    Q?j '4  
    优化的自由变量为： ,^mEi  
    ;8vB7|54.  
    —缝宽：10—190mm "Y^Fn,c  
      Rh6CV  
    —光栅深度：20—200nm Q`J U[nY  
     S9l po_!z  
    优化算法： @6DKw;Q  
     lrHN6:x(Y4  
    —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。 Ag:/iB ]  
    —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。 K'8?%&IQ  
     .yUD\ZGJ u  
    光路流程图和偏振分析器： rT;l#<#VE  
     V]Ccj\Oi  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 }vB{6E+h/w  
     "dndhoMq  
    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。 w_`;Mn%p  
    r`FTiPD.C  
    Parameter Run 的全局搜索： n3V$Xtxw  
     9({ 9r[U  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 2<0".5+I  
     P;y!Y/$C  
    Parameter Run 设置 ;dZZOocV1  
     +7WpJ;C4  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； `r=^{Y  
     :+9. v  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； *dB3Gu{ +  
     En-=z`j G  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 J Z@sk2  
     `3[W~Cq  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 h-Ks:pcR  
     ueW/i  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 TGG=9a]m  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ?en-_'}~a  
    ?^-fivzS>  
    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。 2XBHo (  
     dwvc;f-  
    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。 8KR17i1  
     9(=+OQ6  
    参数构成： lv.h?"Ml  
     =Ldf#8J  
    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%； %T<c8w}dP  
      
    r#ADxqkaV  
    局部参数优化：  874j9ky[  
    HWou&<EK  
    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。 &BKnJ {,H  
    gQhYM7NP{5  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 2WKIO|'  
    |,.1=|&u  
    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。 GmUm?A@B  
    [UdJ(cGf  
    @Py'SH!-  
    bTYR=^9  
    参数定义： _q-k1$ o$  
    %dmQmO,  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Zn|lL0b{q  
    #cD$ DA  
    缝宽10—190nm权重1e20 %AT/g&M&1#  
    HuA4eJ(2  
    优化函数定义： @1k-h;`,  
    Frx_aGLH1  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） >W:kTS<  
    :W-xsw  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 6I]{cm   
    LsMq&a-j2  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 .UK`~17!  
    9j;!4AJ1t  
    6lr<{k7Nw  
    选择下山简法进行局部优化。 A i#~Eu*  
    A}uWy^w  
    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。 u8x#XESR7  
    33"!K>wC  
       Oeg^%Y   
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 \H PB{ ;  
    ~WmA55  
    优化过的参数为： (G>g0(;D-  
    loyhNT=  
    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% gazX2P[D  
    KpQ@cc  
    结论： ?|hYtV  
    6SAYe%e  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ~^3U@( :  
    A(C0/|#V  
    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。 c/-'^+9  
    (3m^@2i  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 @&Af [X4s  
    m$'ZiS5  
    2-#&ktM%V  
    QQ：2987619807     6099w0fR`  
     
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