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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 $OmtN"  
     _uDtRoI8  
    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。 p!=/a)4X  
     wEk9(|  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 h)sc-e  
     rLp0VKPe  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ezFyd'P  
    ?k/Uw'J4u/  
    相关案例：100.01,101.01 } pA0mW9  
     6x_8m^+m  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ${ e{#  
     /Z-|E  
    建模任务： Uj_%U2S$  
     97Whn*  
    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。 V<1dA\I"  
     +3VY0J  
    vAX %i(4  
    优化目标： ?'^xO:  
    a93Aj  
    —TE模偏振光的透过率最大化 &}6=V+J;  
     [<6ez;2q'  
    —TM模偏振光的透过率最小化 V;9.7v  
     2: fSn&*/>  
    优化函数： i9$ -lk  
     pX"f "  
    —最小化TE的透过率 21W>}I"0?  
     "H6DiPh.E  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） '(=krM9;  
    OF!(BJ L  
     . F_pP2A  
       ?bY'J6n.  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ``U>9S"p)  
    ?z p$Wz;k  
     %vgn>A?]1  
    (FP- K  
    优化的自由变量为： L -<!,CASW  
    rqSeh/<iD  
    —缝宽：10—190mm / F9BbG{  
     -:Yx1Y3 [  
    —光栅深度：20—200nm [/\}:#MLe  
     <$R'y6U :  
    优化算法： |}=xA%)  
     Iy'a2@   
    —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。 :(E.sT "R  
    —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。 0;KjP?5  
     5V]!xi  
    光路流程图和偏振分析器： _I+QInD;)  
     DOyYy~Q  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 d=yuuS /  
     qJj"WU5  
    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。 ?31#:Mg6g+  
    ch!/k  
    Parameter Run 的全局搜索： qYF150  
     ^,*!Qk<c  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 c7Jfo x V  
     SN' j?-  
    Parameter Run 设置 `B-jwVrN(  
     A63=$  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 2Jm#3zFYz3  
     }}G`yfs}r  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； dv1Y2[  
     lp+Uox  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 N"L@  
     =*>ri  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 e#BxlC  
     [3o^06V8j  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 m -]E|  
    优化函数依据迭代次数进行显示： eaB6e@]@  
    Y?IvG&])  
    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。 VN]70LFz*i  
     %m)vQ\Vtx  
    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。 }6b" JoC  
     21_sg f?  
    参数构成： V(wm?Cc]  
     @|N{E I  
    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%； YMXhzqj  
      
    E?v:7p<  
    局部参数优化： pV[SY6/  
    hX4 V}kj  
    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。 q|h#J}\  
    Tg/?v3M88  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； I'[gGK4 F  
    D6N 32q@  
    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。 >W>3w  
    x<d2/[(}mT  
    o&-D[|E|  
    7G':h0i8  
    参数定义： v-(dh5e` H  
    \l-JU  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 tqk^)c4FF(  
    iewwL7  
    缝宽10—190nm权重1e20 $/J4?Wik  
    A9Kt^HR  
    优化函数定义： 0fE?(0pBj  
    Be;l!]i  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） dj-/%MU  
    Jo'~oZ$  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 7/e25LS!`U  
    t XfXuHa  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 _kEU=)Xe  
    \$+#7( K  
    FeL!%z  
    选择下山简法进行局部优化。 ,eSII2,r4  
    F81Kxcs  
    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。 R+r;V]-/  
    /JjSx/  
       F e1^9ja  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 .C|dGE?,  
    # KUN ZW  
    优化过的参数为： WU\Bs2  
    l3N '@GO  
    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% &0x;60b  
    Uc<BLu;  
    结论： r;~7$B)  
    o)WzZ,\F^J  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 s{uSU1lQn  
    0u}+n+\g  
    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。 Y>2oU`ly,  
    fA)4'7UT  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 X?7s  
    ^6@6BYf)  
    G?+0#?'Y  
    QQ：2987619807     BD2Gv)?g  
     
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