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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 $n_'# m2LE  
     Gx Z'"x  
    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。 M- inlZNR  
     t^eWFX  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 hBb&-/  
     N-XOPwx'  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 G.v zz-yG  
    #[ZF'9x  
    相关案例：100.01,101.01 ZH'- >/  
     9G njJ  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 &o{=  
     {OFbU  
    建模任务： -L%J,f[&,  
     X!=E1TL  
    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。 mocR_3=Q?  
     Axb,{X[6g  
    }dnO7K  
    优化目标： :cDhqBMNr`  
    yCznRd}J  
    —TE模偏振光的透过率最大化 +; /]'  
     8 MUY  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ]O%wZIp\P  
     n-X;JYQW  
    优化函数： $ = uz  
     h#_KO-#.[  
    —最小化TE的透过率 w-f[h  
     =W+ h.?  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） =Xwr*FTr  
    s?qRy 2  
     ""AP-7  
       ;F>$\"aG  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 gz{~\0y  
    #<_gY  
     UO3QwZ4j;  
    S"t6 *fWr  
    优化的自由变量为： j?!BHNs  
    8sMDe'  
    —缝宽：10—190mm _<;;CI3w  
     -TIrbYS`  
    —光栅深度：20—200nm :exgdm;N  
     ;ZnSWIF2  
    优化算法： %V40I{1  
     l,z# : k  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 SZ/}2_;  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 k7o49Y(#  
     )C?bb$  G  
    光路流程图和偏振分析器： PwF 1Pr`r  
     ~3]ZN'b\  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 XwI~ 0  
     \BIa:}9O  
    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。 U`{'-L.  
    Cxn<#Kf\-<  
    Parameter Run 的全局搜索： WCa>~dF>  
     {_#~&IQ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 E;$;g#ksf  
     o+9b%I^1V  
    Parameter Run 设置 u\L=nCtLby  
     N)F&c!anh  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； pKSn 3-A  
     ,tt .oF|  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； |I; tBqN{u  
     G9`;Z^<L  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 hLs<g!*O  
     j`fQN  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 J%8M+!`F  
     Uavr>-  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 [ " n+2;  
    优化函数依据迭代次数进行显示： TH;kJ{[}  
    IJWUNKqo=  
    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。 z%lu%   
     4*j6~  
    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。 *u?QO4>  
     @D?KS;#  
    参数构成： U9?fUS  
     4rcNBmA,  
    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%； JbV\eE#KrC  
      
    HDmjt+3&n  
    局部参数优化： $)HD`E  
    ]xx}\k  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 e8WuAI86  
    &.m.ruab  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； :i{Svb*_'  
    Ri<7!Y?l  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 S]}hh,A  
    ^{V t  
    (D.B'V#>  
    cO8':P5Q  
    参数定义： e;|:W A  
    `u<\ 4&W  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 \ F\ /<  
    I]4L0r-  
    缝宽10—190nm权重1e20 2HNAB4 E  
    n7|8`? R^  
    优化函数定义： :V9%R~h/  
    cuw 7P  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） b7^Db6qu  
    ab}Kt($  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Wz8 MV -D  
    B4D#T lB  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 8 vp*U  
    KT 4h3D`,  
    @5["L  
    选择下山简法进行局部优化。 9}[UZN6  
    G!u+~{g  
    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。 Q[vQT?J7  
    EbfE/_I  
       azs lNL  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 $fzO:br5WJ  
    \80W?9qj  
    优化过的参数为： &H4Y`xV^=  
    Nf]h8d~  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% wHT]&fZ  
    8 t)?$j$  
    结论： >=6 j:  
    IjPCaH.:t  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 !y$:}W?_  
    nF)b4`Nd  
    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。 |zkZF|-  
    up@I,9C/  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 /q^\g4J  
    =d*5TyAcu  
    % tE#%;Z  
    QQ：2987619807     *QGyF`Go{  
     
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