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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 (|>7  
     =aekY;/  
    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。 kzmt'/L8  
     y{"E) YY  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 \%C[l  
     +sI.GWQ_:  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Ax%BnkU  
    ku{aOV%  
    相关案例：100.01,101.01 0l##M06>  
     L!p|RKz9X  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 "a g_   
     6+FON$8  
    建模任务： Z`*cI   
     bPOx~ CMh  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 c]]F`B  
     O<3,n;56Z  
    3dbf!   
    优化目标： "tR.'F[n4P  
    +doT^&2u*  
    —TE模偏振光的透过率最大化 % n{W  
     moR]{2Cd{  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ]/bE${W*]  
     'l:2R,cP  
    优化函数： y#0w\/<  
     g@2.A;N0  
    —最小化TE的透过率 #SYWAcTkO}  
     lP e$AI  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） -1:Z^&e/  
    SSXS  
     @5wg'mM  
       r83~o/T@  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 k~R[5W|'  
     eqR#`  
     R u5&xIQ  
    W,~1KUTc  
    优化的自由变量为： ~D5MAEazS  
    G|lI=Q3f  
    —缝宽：10—190mm K5>:Wi Y  
     `$H   
    —光栅深度：20—200nm zl\#n:|  
     j 7 URg>i0  
    优化算法： [S:)UvB  
     &w0=/G/T=~  
    —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。 kKM%    
    —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。 Y+GeT#VHe  
     ^W D$ gd  
    光路流程图和偏振分析器： vI'>$  
     >#?: x*[  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 pCc7T-"og  
     _|ib@Xbin  
    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。 9C;Y5E~'L  
    gN(hv.nQ  
    Parameter Run 的全局搜索： 1RbYPX  
     (OB8vTRXP  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ]5f M?:<l  
     }yw;L(3  
    Parameter Run 设置 + nS/jW  
     XL^N5  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； F5+_p@ !i  
     %wW5)Y I  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ]Rh( =bg  
     q}$=bR1+  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 JF%=Bc$C  
     FH8mK)  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 j7#GqVS'  
     K<6x4ha  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 k_<{j0z.  
    优化函数依据迭代次数进行显示： [IFRwQ^%_O  
    4D$sFR|?t  
    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。 oxQID  
     WG !t!1p  
    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。 4oV_b"xz~  
     ;&6PL]/d  
    参数构成： _F@p53WE  
     !9xANSb  
    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%； \Z20fh2  
      
    Gr$*t,ZW  
    局部参数优化： M#]|$\v(  
    R.IUBw5;/  
    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。 %K'*P56  
    gH^$Y~Lx  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ^FM9} t/U,  
    1{x~iZa  
    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。 8UT%:DlxQ  
    WG/J4H`Od  
    eH%L?"J~:  
    lzs(i 2pA  
    参数定义： KHecc/,,S  
    I.+)sB?5  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 8V|jL?a~  
    BX(d"z b<  
    缝宽10—190nm权重1e20 8o7]XZE=)  
    y C0f/O  
    优化函数定义： {L4>2rF  
    ]~00=nXFM/  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） x*&&?nV Iz  
    {IPn\Bka  
    ——偏振对比度大于50（全波段） &lPBqw  
    7s8<FyFsjd  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ;5Vk01R  
    B_"OA3d_  
    4nII/cPG  
    选择下山简法进行局部优化。 R^yZG{?t  
    y|;8:b32  
    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,<t  
    40Qzo%eL  
       O/Mz?$8J  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 `+hy#1]  
    L);||]B  
    优化过的参数为： 7t-*L}~WA  
    YKe0:cWc  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7%  9VUm=Z#`  
    "T{~,'T  
    结论： &AQ;ze  
    827)n[#%|  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 tC?A so  
    8 5%Pq:E  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 &=z1$ih>2\  
    _7=pw5[  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 yxCM l.  
    uZ/7t(fy  
    fmnRUN=  
    QQ：2987619807     W7*_T]  
     
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