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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 WPrBK{B`o  
     (+0(A777M  
    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。 2+?W{yAEi  
     .o5K X*  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ^TjC  
     }Y|M+0   
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Slj U=,  
    tIV{uVM[|D  
    相关案例：100.01,101.01 lrwQ >N  
     1 0.Z Bfn  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 fI2 y(p{?  
     n%G[Y^^,  
    建模任务： 'h 7x@[|  
     :-lq Yd5^  
    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。 9;uH}j8sE  
     k3e6y  
    2{Dnfl'k  
    优化目标： BOR$R}q  
    ;DhAw1  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ->o[ S0  
     ^$C&{%  
    —TM模偏振光的透过率最小化 JiO8 EIM  
     w ^^l,  
    优化函数： 6uKth mr  
     \x:U`T  
    —最小化TE的透过率 Iw`|,-|  
     B u%%O8  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） +'iqGg-  
    xLLTp7b(  
     I Z*)  
       ?Q+*[YEJ5  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 [` }w7  
    a&2x;diF  
     gdoaXw;Sy  
    gR gB= C{  
    优化的自由变量为： n[r1h=?j3  
    _V e)M%  
    —缝宽：10—190mm Gd`7Tf)'  
     SK&1l`3  
    —光栅深度：20—200nm S 1^t;{"  
     @8w5Oudvx  
    优化算法： V2AsZc0U(  
     __s'/ 6u  
    —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。 ut]UU*g^$  
    —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。 >?)_, KL  
     P*>?/I`G  
    光路流程图和偏振分析器： 6R8>w,  
     BFP@Yn~k  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 6[RTL2&W  
     g:xg ~H2  
    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。 5-k gGOt  
    0%;| B  
    Parameter Run 的全局搜索： *?C8,;=2r  
     .@EzHe ^W  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 |+JO]J#bc  
     J7oj@Or9  
    Parameter Run 设置 Zn40NKYc  
     F7w\ctUP  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Z+EZ</'(a  
     ,' t&L]  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； bG*l_  
     uPN^o.,/.  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 C`3 XOth  
     &'i>d&  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ZAeJTCCk  
     fk6=;{  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 /X0<2&v  
    优化函数依据迭代次数进行显示： !>!jLZ0  
    23K#9!3  
    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。 `s\[X-j]  
     $G}k'[4C  
    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。 7<(U`9W/q  
     #K$0%0=M  
    参数构成： q o-|.I  
     TNeL%s?B3  
    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%； zL50|U0H  
      
    $Jn.rX0}$  
    局部参数优化： Y#-c<o}f  
    vl}}h%BC  
    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。 >b#CR/^z  
    mr_NArF  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 2$b1q!g<  
    qC& xuu|  
    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。 =>Z4vWX*  
    QkTU@T6>o  
    FEopNDy@y  
    f*hnzj  
    参数定义： l ObY  
    cFJZ|Ld  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 4\ )WMP  
    $ntC{a>&  
    缝宽10—190nm权重1e20 yDe*-N\'W  
    VC Ay~,  
    优化函数定义： qT4`3nH:  
    kDE:KV<"c  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 8Jp?@qt=$  
    z5<&}Vh;P  
    ——偏振对比度大于50（全波段） $gk=~p|  
    B%))HLo'  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 @8:c3 (!  
    YY7dw:>e/  
    [5M!'  
    选择下山简法进行局部优化。 {+kWK;1  
    -%[6q  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 +, rm  
    xs "\c7pC  
       bZQ_j#{$  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 eSMno_Gt3  
    LA6Ik_-F  
    优化过的参数为： HC>k/Gk"  
    *_Pkb.3R  
    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% mryT%zSlM  
    +K;%sAZy  
    结论： `sRys oW  
    OQyZ'  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 iq 8Hq)I]  
    #X5Tt  ;  
    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。 ,p..h+l  
    Dl}va  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 j{/wG::  
    W%9"E??c  
    L>57eF)7  
    QQ：2987619807     IueI7A  
     
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