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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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    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 ROous4MG  
     `tn{ei  
    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。 [xGf,;Z  
     aP/T<QZ~  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 v+X)Qmzf~  
     lk( }-  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 zaK#Z?V}  
    aL&n[   
    相关案例：100.01,101.01 1#ft#-g}  
     P9vA7[  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 +w+} b^4  
     BYMi6wts  
    建模任务： cj1cZ-  
     /|D*w^ >  
    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。 <x<"n t  
     #N`~xZ|$  
    |563D#?cR  
    优化目标： E/%9jDTQ  
    L{8xlx`  
    —TE模偏振光的透过率最大化 28UU60  
     o !vE~  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ::}{_ Z  
     TZY3tUx0|G  
    优化函数： Uk6HQQ  
     }Nf%n@  
    —最小化TE的透过率 |v({-*7  
     ,.}]ut/Tm  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） t({W [JL  
    n\^Tq<] a  
     23DiW#o'  
       C,NJb+J  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 .%L?J E  
    n:{qC{D-qS  
     U 15H2-`  
    z{o' G3  
    优化的自由变量为： %>g3~yl  
    oyYR-4m\  
    —缝宽：10—190mm `wDl<[V  
     Yi$vg  
    —光栅深度：20—200nm ]hFW 73FV  
     -i%e!DgH  
    优化算法： ;{KV /<3  
     W7 #9jo  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 N-e @j4WU  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 ~wkj&yVT  
     Y7*U:I+N  
    光路流程图和偏振分析器： v~@pMA$(h  
     'qOREN  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 SAyufLEv,  
     c'S,hCe*  
    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。 @Bf%s(Uj+  
    *%S"eWb  
    Parameter Run 的全局搜索： pQtJc*[!  
     #0y)U;dA+w  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 }M H0L#Tu  
     @ CZ T  
    Parameter Run 设置 8[E!E)4M  
     FXi{87F2  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 2kIa*#VOJ  
     ".<DAs j  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； H?)w!QX  
     4Za7^c.  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 v33dxZ'  
     ;;:-l99  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ~;#Y9>7\\'  
     8q,6}mV  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 V;:jZpG  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 98uV6b~g  
    >JC  
    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。 j ~1B|,H  
     +/)#( j@  
    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。 SBIj<Yy]  
     vM*($qpAy  
    参数构成： OslL~<  
     ?6fnpGX@a  
    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%； \ytJ=0r  
      
    RIY,K*f.  
    局部参数优化： \4-"L>  
    +gJ8{u!=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。 w (/aiV  
    CkdP#}f  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； O4^8jK}  
    }}>q2y  
    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。 RHO(?8"_  
    T ^~5n6  
    $0lD>yu  
    CB/D4j;  
    参数定义： S=e{MI  
    Y[$!`);Ye  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 b;cdIl!3  
    .R./0Ot tx  
    缝宽10—190nm权重1e20 ysQ,)QoiR{  
    GJtZ&H  
    优化函数定义： z2QP)150  
    }5}.lJ:  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） T QSzx%i2  
    :]^P1sH[  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 2gq9k}38  
    |,!IZ- th  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 .QN>z-YA6:  
    iTAx=SG  
    )Ccq4i  
    选择下山简法进行局部优化。 -< &D  
    ~nG(5:A5g/  
    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。 O^^C;U@U<1  
    -U/c\-~fU  
       fH >NJK;  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 \3S8 62B7  
    <\}KT*Xp  
    优化过的参数为： C@L$~iG  
    f^"N!f a  
    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% (KF=On;=Y  
    @)4]b+8Z  
    结论： I| b2acW  
    HFaj-~b  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ,Qnd3[2[  
    _J? Dq  
    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。 vDxe/x%  
    kMt 8/E`  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 NwG= <U*  
    R]btAu;Z  
    GP:77)b5  
    QQ：2987619807     XAe% m^  
     
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