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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 v*Dz4K#  
     }o9fpo|  
    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。 C_5o&O8Bc  
     N+0[p@0  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 <vb%i0+b.^  
     1:Sq?=&  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 dUvgFOy|P  
    &|]GTN`E  
    相关案例：100.01,101.01 )~> C1<  
     [ :Upn)9  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ~-J!WC==U  
     :}B=Bk/q  
    建模任务： Yee% <<S  
     +Oxw?`I$  
    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。 NUN~T (  
     |!Uul0O  
    ]?un'$%e  
    优化目标： )G+D6s23  
    P* Z1Rs_  
    —TE模偏振光的透过率最大化 6x*$/1'M3;  
     jx=5E6(h  
    —TM模偏振光的透过率最小化 a62'\wF>D  
     yhPO$L  
    优化函数： .`ZuUr  
     @r130eLh  
    —最小化TE的透过率 #qnK nxD  
     7=wPd4  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） p~A6:"8s`=  
    +|K/*VVn`  
     S\poa:D`  
       [<nmJ-V  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 .wpp)M.w;H  
    6Cpn::WW}  
     J/k4CV*li(  
    C#l9MxZE  
    优化的自由变量为： oF(=@UL  
    F'^y?UP[  
    —缝宽：10—190mm Ny" "lcy  
     dq4t@:\o0  
    —光栅深度：20—200nm ^1\[hyZ!  
     s$3WJ'yr  
    优化算法： K%@#a}kRb  
     b/]@G05>>  
    —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。 .-mlV ^  
    —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。 eZbT;  
     aYmN' POi  
    光路流程图和偏振分析器： $5r1Si)  
     k:yrh:JhB  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 m\"X%Y#  
     CkeqK  
    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。 .a_xQ]eQ  
    [+3~wpU(p  
    Parameter Run 的全局搜索： s~b!3l`gu  
     Cj10?BNV)  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 _08y; _S  
     ~&7 *<`7{  
    Parameter Run 设置 !#TM%w  
     Y![//tg  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； =rzhaU'A'  
     ;/~%D(  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； btDPP k'  
     _h1:{hF  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 |Qz"Z<sNYw  
     M1,1J-h  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 QG]*v=Z  
     & m~   
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ZK?:w^Z  
    优化函数依据迭代次数进行显示： KKGwMJku}  
    ]%<0V,G q  
    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。 FX&)~)  
     *<l9d  
    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。 hB1Gtc4n  
     Vd+5an?  
    参数构成： 'U{6LSaCb  
     x67,3CLy?  
    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%； Zoyo:vv&  
      
    an` GY&  
    局部参数优化： v>' mW  
    1g1gu=|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。 /e50&]2w  
    >vk?wY^f  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； mP+rPDGp  
    tRzo}_+N  
    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。 5imqZw  
    !k0t (.  
    gt:Ot0\7  
    Xb5 $ijH  
    参数定义： S X6P>:`  
    pNzpT!}H>  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 s[tFaB1  
    nyr)d%I{  
    缝宽10—190nm权重1e20 MnT+p[.  
    fH[:S9@  
    优化函数定义： tX.{+yyU  
    Jm {~H%  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） :rX/I LAr  
    K}YOs.  
    ——偏振对比度大于50（全波段） -E>se8%"  
    Bg0 aLU)[  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 $C?G7Vs  
    ~zA{=|I2  
    aFrVP  
    选择下山简法进行局部优化。 C@q&0\HN  
    Co^a$K  
    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。 &m>txzo  
    H=k`7YN  
       dL!K''24{  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 26\*x  
    #$(wfb9  
    优化过的参数为： X>6VucH{\  
    ,wlSNb@'  
    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% 4!r> ^a  
    gH zjI[WI  
    结论： ^Wz3 q-^  
    q{t"=@lX01  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 gZ1|b  
    UZUG ?UUM  
    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。 !saKAb}d7H  
    N~A#itmdx  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Oz1ou[8k  
    4D\+_Ic3  
    fMFlY%@t  
    QQ：2987619807     I NE,/a=  
     
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