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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 }B^s!y&b  
     (al7/EhY  
    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。 9BNAj-Xa  
     ^yH|k@y  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 -!(3fO:  
     B;hc|v{(  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 zO9|s}J8q  
    f1hi\p0q  
    相关案例：100.01,101.01  Rb\=\  
     tG{e(  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 w0^(jMQe^  
     qPH]DabpI  
    建模任务： H&3VPag  
     y%}Po)X]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。 k;;?3)!  
     wToz{!n  
    _6^vxlF  
    优化目标： n*@^c$&P  
    4U C/pGZY  
    —TE模偏振光的透过率最大化 \qV5mD]"M  
     /$&~0pk  
    —TM模偏振光的透过率最小化 T* -*U /  
     4xe:+sA.N  
    优化函数： </:f-J%U/  
     /=,^fCCN  
    —最小化TE的透过率 9SC#N 5V  
     @ g~kp  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 7$,["cJX  
     6:ZqS~-  
     Ml+.\'r  
       CH`4FR.-  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 A<y3Tc?Q  
    zP rT0  
     [M@i,d-;A  
    pWbzBgM?nU  
    优化的自由变量为： UFouIS#L  
    ruB&&C6)v  
    —缝宽：10—190mm 5(u7b  
     QbxjfW"/+  
    —光栅深度：20—200nm ;9=9D{-4+  
     $C,f>^1  
    优化算法： qECc[)B  
     cS4e}\q,  
    —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。 f ,K1a9.  
    —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。 Q%o   
     IC92lPM }  
    光路流程图和偏振分析器： tojJQ6;J  
     i ,4  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 }Jh!B|  
     jEit^5^5|  
    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,QMvUK:  
    :==kC672  
    Parameter Run 的全局搜索： AG/nX?u7)t  
     9]1-J5iO  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 >~>=[M0  
     rS>njG;R  
    Parameter Run 设置 +_ K7x5g  
     qI:}3b;T  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； #9#N+  
     ZKAIG=l&!  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； \>23_d0  
     x>&1;g2r  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 tG^Oj:  
     a!Z,~ V8  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 $T1 D ?X  
     0O!%NL[,  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 04WKAP'c N  
    优化函数依据迭代次数进行显示： PX\}lTJ  
    wvx N6  
    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。 1 (P >TH  
     <IK8 Ucp  
    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。 8 E.u3eS  
     O`OntYwa>  
    参数构成： +3]@0VM26;  
     i\},  
    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%； +]`MdOu  
      
    _S2QY7/  
    局部参数优化： Z;7f D  
    D GOc!  
    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。 fVb&=%e  
    )I.[@#-  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； p,]Hs{R  
    e,`+6qP{  
    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。 !_l W#feR  
    <`H:Am`  
    JgYaA*1X  
    hb_YdnG  
    参数定义： 3AX/A+2  
    :Oa|&.0l?  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 amlE5GK;  
    M!!W>A@T[g  
    缝宽10—190nm权重1e20 t+q:8HNh  
    -.ha\t0J  
    优化函数定义： SZK~<@q5  
    &wK%p/?  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） HWVWl~FA  
    (`!?p ^>A  
    ——偏振对比度大于50（全波段）  p&:R SO  
    !;zacw  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 5a5 I+* c  
    Le|Ho^h,Y  
    `)1_^# k  
    选择下山简法进行局部优化。 H5^ 'J`0\  
    Co[  rhs  
    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。 B=u@u([.  
    0&2TeqsLh)  
       PZeVjL?E  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 o-GlBXI;  
    ;}=v|Dr&I.  
    优化过的参数为： 7evE;KL  
    \96?OC dr  
    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% ~O 65=8  
    EAj2uV  
    结论： `fY~Lv{4d_  
    ?`,Xb.NA$K  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 fC&Egy  
    R l^ENrv!]  
    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。 eaYQyMv@  
    [0Z r z+q  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 .!l#z|/x  
    2Z\6xb|u  
    |9~{&<^X  
    QQ：2987619807     2\CFt;fk  
     
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