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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 j8P=8w{  
     _O{3bIay3!  
    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。 It&$R`k  
     qq G24**9v  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 p{gJVP#l'Z  
     63 F@F t  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 #f d ;]  
    [5yLg  
    相关案例：100.01,101.01 f!AcBfaLr  
     {94qsVxQZ  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 }N dknut,  
     { HHc} 8  
    建模任务： F[5[@y  
     F$X"?fj  
    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。 1%g%I8W%  
     K 0R<a~  
    hX;JMQ915  
    优化目标：  *Yj!f68  
    $DBJ"8n2  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ei%L[>N  
       
    —TM模偏振光的透过率最小化 A%(t'z  
     /x\{cHAt8J  
    优化函数： KPTp91  
     CEzwI _  
    —最小化TE的透过率 9}G.Fr  
     A0JlQE&U  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） WTK )SKa,.  
    u)J&3Ah%  
     -y]e`\+[  
       ;&=c@>!xP#  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 I54`}Npp  
    <u`m4w  
     f_'#wc6  
    _!_%Afz  
    优化的自由变量为： 20h+^R3{Z  
    4TX~]tEyky  
    —缝宽：10—190mm {5`=){  
     rs`"Kz`(  
    —光栅深度：20—200nm &RF*pU>  
     A}"aH  
    优化算法： n;QMiz:yY  
     /fh[_!qN  
    —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。 9\ f%+?p  
    —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。 4+?d0  
     5=@q!8a*  
    光路流程图和偏振分析器： ,Kl6vw8Htg  
     7UnB]-:.  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 G)cEUEf d  
     mLGbwm'K  
    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。 ny++U;qi  
    a]NH >d  
    Parameter Run 的全局搜索： `!- w^~c  
     MbbKo-7F$  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 \A#YL1hh  
     iC(&U YL  
    Parameter Run 设置 _|1m]2'9  
     Wks?9 )Is  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； pA?kv]l(  
     ;Gnk8lIsb  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； U]Pl` =SL  
     o!$O+%4  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 7gxC xfL$  
     +0DPhc  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ,2>nr goM  
     9=o;I;I  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Q95`GuI@  
    优化函数依据迭代次数进行显示： MqKf'6z  
    4arqlz lo  
    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。 zb_nU7Eg  
     4s_|6{ANS  
    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。 x%]5Q/|Ur  
     aWg*f*2f  
    参数构成： .+#<~Jv  
     M dKkj[#  
    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%； GI. =\s  
      
    xQKRUHDc  
    局部参数优化： D:Rr|m0Tk  
    SJ0IEPk  
    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。 -h%!#g  
    P&$ m2^K  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； i!KZg74V  
    Fi3k  
    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。 ,'}qLor  
    p3`odmbN  
    xPp\OuwK  
    q{RH/. l  
    参数定义： HzdyfZ!jR  
      mN^/  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 g#}a?kTM@  
    kklM"Av  
    缝宽10—190nm权重1e20 /\-iV)h1@  
    ;)7GdR^K  
    优化函数定义： b~Q8&z2  
    $>*TO1gb+  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） P \k5%  
    ,Nk{AiiN  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 9*&RvsrX  
    Et0[HotO  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 B&},W*p  
    ;;{!wA+"D  
    =jEh#  
    选择下山简法进行局部优化。 *f ;">(`o*  
    |,)=-21&;  
    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。 z4B-fS]  
    &l-1.muQ  
       {9_}i#,vR  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 o?]N2e&(  
    0 v> *P*  
    优化过的参数为： Nk ~"f5q7  
    V'Z Z4og  
    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% _VM()n;  
    40i]I@:JK  
    结论： *= ;M',nx  
    mh7JPbX|  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Z8xKg  
    ==XO:P  
    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。 xp68-&  
    r2.f8U  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Jv[c?6He  
    ;jZf VRl  
    T=~D>2C  
    QQ：2987619807     K.P1|  
     
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