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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 j!H\hj/]  
     _,M:"3;Z  
    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。 (gl/NH!  
     6:Nz=sw8  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 $N#f)8v  
     SEc3`y;j%  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 =Xc[EUi<;g  
    c=T^)~$$  
    相关案例：100.01,101.01 {m/\AG)1I  
     3=r8kh7,  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 sgn,]3AUq  
     U&mJ_f#M  
    建模任务： @lP<Mq~]  
     ?wR;"  
    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。 eiF!yk?2  
     !m#cneV  
    AE)<ee%\\  
    优化目标： U$`)|/8  
    $3! j1  
    —TE模偏振光的透过率最大化 y/m^G=Q6g#  
     #(53YoV_8  
    —TM模偏振光的透过率最小化 4C ;4"6  
     rZy38Wo  
    优化函数： n NI V(  
     OKp(A  
    —最小化TE的透过率 r'p;Nj.  
     WRJ+l_81  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） *a@pZI0'  
    TIV1?S  
     v?yHj-  
       j:0VtJo~  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 KZL5>E  
    $;_'5`xs  
     0C}7=_?  
    Hm+-gI3*  
    优化的自由变量为： x,js}Mlw  
    1WPDMLuN  
    —缝宽：10—190mm ,sk;|OAI  
     EvMhNq~y5  
    —光栅深度：20—200nm j$#pG  
     5( lE$&   
    优化算法： A>$VkGo  
     Ou; ]>FJ  
    —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。 &tKs t,UR8  
    —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。 ^\cB&<h  
     JBa=R^k  
    光路流程图和偏振分析器： 6:B[8otQ  
     }VE[W  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 %#NaM\=8v  
     vhEPk2wD,  
    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。 ~\K+)(\SNp  
    WZRrqrjq  
    Parameter Run 的全局搜索： O@3EJkv  
     K,' ]G&K  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 DT(A~U<y  
     V5K!u8T  
    Parameter Run 设置 .F.4fk  
     @4h .?  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； N40.GL0s  
     mY.[AIB  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 6@!<' l%z  
     c\.4I4uy  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 [e ;K$  
     PBr-< J  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 FgRlxz  
     J']1^"_'  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 &^1DNpUZ  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ;,Sl+)@h  
    E$f.&<>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。 D(}v`q{Y  
     8;.WX  
    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。 TH)gW  
     ~tDV{ml  
    参数构成： "sf8~P9qy  
     /l0\SVwa>  
    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%； Z KnEg2a  
      
    UBi0 /  
    局部参数优化： (C,PGjd  
    uFb&WIo1  
    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。 |>GtClL  
    ,/|"0$p2x  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； qbHb24I  
    `>'E4z]-_  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。  {k}S!T  
    +K;(H']Z<-  
    I 8`@Srw8  
    Fc7mAV=  
    参数定义： (<(8(} x  
    &BCl>^wn}  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 .'p_j(uv  
    =wPl;SDf!  
    缝宽10—190nm权重1e20  hPx=3L$  
    1Xt% O86  
    优化函数定义： CP'?Om2  
    O@'/B" &  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段）  _*9eAeJ  
    A/W0O;*q  
    ——偏振对比度大于50（全波段） mE%H5&VSI  
    {*`qL0u]^  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 %gJf&A  
    :Y0*P  
    -2w\8]u  
    选择下山简法进行局部优化。 QW|,_u5j  
    -j`tBv)  
    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。 gx#xB8n  
    tV9nC   
       41^+T<+  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 w=s:e M@  
    #<S+E7uTs  
    优化过的参数为： "D2 `=D!+  
    siZw-.  
    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% cMsm[D{b  
    zdzTJiY2[Z  
    结论： ; ob>$ _  
    +tkDT@ `  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 0j7W\'!t  
    g[0b>r7   
    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。 b/Z=FS2T  
    EQ-r  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 <6)Ogv",  
    B4r4PSB>!  
    9sFZs]uM  
    QQ：2987619807     5yI_uQR  
     
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