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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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    光币
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    光券
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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 'LY.7cW  
     67zCil  
    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。 Dk&@AjJga  
     8jyg1NN D  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 qF!oP  
     ZujPk-  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 e-vwve  
    z)$X/v  
    相关案例：100.01,101.01 v{7Jzjd  
     Cf#[E~24  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 `em}vdY  
     J)R;NYl  
    建模任务： >gNVL (  
     [43:E*\$  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 >q{E9.~b  
     Q)}_S@v|%  
    Zi$v-b*<  
    优化目标： U2  0@B`<  
     +c@s  
    —TE模偏振光的透过率最大化 uH'n.d"WG  
     f>d aK9$(  
    —TM模偏振光的透过率最小化 1^<R2x  
     ~3YN;St-  
    优化函数： Y0`=h"g  
     EMy Med_  
    —最小化TE的透过率 no_(J>p^&  
     5c*kgj:x  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 'urn5[i  
    dD _(MbTt  
     WJ)( *1  
       a`XXz  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 LIM cZh;  
    fh rS7f'Zd  
     ,A`.u\f(:  
    Un{hI`3]  
    优化的自由变量为： !F3Y7R  
    `Oxo@G*@}W  
    —缝宽：10—190mm *m_B#~4  
     1t"  
    —光栅深度：20—200nm E3bS Q  
     vb 2mY  
    优化算法： q$>/~aVM  
     $2l<X KT-  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 i}C9  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 2u0C ~s  
     5$C4Ui{<E'  
    光路流程图和偏振分析器： CF|c4oY82  
     fI:j@Wug  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 L`v7|!X  
     .qBL.b_`  
    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。 }cDw9;~D  
    m:EO}ws=  
    Parameter Run 的全局搜索： yQ5F'.m9e  
     * !4r}h`  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 <w@ziUr  
     j*uc$hC"  
    Parameter Run 设置 wvH=4TT=w"  
     EA@p]+P  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Jb. V4  
     DIx!Sw7EC  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； l ;TWs_N  
     <pAN{:  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 xO2e>[W  
     F' eV%g  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 &PJ&XTR  
     !`j}%!K!  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 <PCa37  
    优化函数依据迭代次数进行显示： |etA2"r&  
    ZH]n&%@j  
    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。 ]xhZJ~"@u  
     EJF*_<f9O  
    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。 v(uYso_  
     v[S>   
    参数构成： >hg?!jMjrr  
     "P4#Q_  
    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%； |3tq.JU  
      
    eC+S'Jgf  
    局部参数优化： |8xu*dVAp4  
    R $vo  
    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。 }bwH(OOS  
    ?!PpooYK  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； <B,z)c  
    # tN#_<W  
    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。 `/WX!4eR,  
    $w,&h:.p  
    d9'gH#f?  
    P)VysYb?  
    参数定义： $+#Lq.3,  
    >Q159qZ  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ZM:!LkK  
    Qyn~Vu43  
    缝宽10—190nm权重1e20 .W>LsEk  
    Yh=/?&*  
    优化函数定义： aTJs.y -I~  
    ;xp^F KP  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） xp+Z%0D  
    Q?e]N I^  
    ——偏振对比度大于50（全波段） N{6 - rR  
    Qw&It  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 q|Oz   
    $kc*~V~   
    =&kd|o/i  
    选择下山简法进行局部优化。 F(?A7  
    e -sZ_<GH  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Yv}V =O%  
    &y164xn'h  
       9eA2v{!S  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 7od6`k   
    r-Nv<oH;  
    优化过的参数为： IaDN[:SX  
    w 0V=49  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% KW1 7CJ@  
    (]wd8M  
    结论： c:%ll&Xtn  
    -F&4<\=+  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Q/JX8<7K  
    8SJi~gV  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 Fo$kD(  
    VeLuL:4I  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 DOk(5gR  
    BQWe8D  
    ]!v:xjzT  
    QQ：2987619807     t%xD epFQ  
     
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