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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 Q1B! W  
     mMWNUkDq  
    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。 $B/cj^3  
     1mM52q.R4  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 }7v2GfEkM  
     &zy9}4w,  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 >>xV-1h:  
    )g F9D1eA  
    相关案例：100.01,101.01 Q;M\P/f  
     &|;!St]!M  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 /LzNr0>2  
     [: j_Y3-9  
    建模任务： wQ.zj`?$(  
     Ut=y`]F  
    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。 (*gpa:Sc  
     F,:VL*.5kJ  
    v836nxLM  
    优化目标： nQ6'yd"  
    VG^-aR_F  
    —TE模偏振光的透过率最大化 _m-r}9au   
     n-_w0Y  
    —TM模偏振光的透过率最小化 \_'pUp22  
     `lzH:B  
    优化函数： vt,X:3  
     Z%=E/xT  
    —最小化TE的透过率 w{IqzmPiH  
     =;T[2:JUu  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） _,Y79 b6  
    KS_d5NvYl  
     lHXH03  
       VGIc|Q=F  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 mt'#j"mU  
    V5MbWXgR  
     V ZGhF!To  
    %Et]w  
    优化的自由变量为： 6qf`P!7d]M  
    /-lmfpT  
    —缝宽：10—190mm *UC^&5:  
     Mt`.|N;y!  
    —光栅深度：20—200nm J)]W[Nk  
     3u<2~!sR  
    优化算法： ?9"glzxr  
     R,lr&;a8  
    —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。 &s5*akG  
    —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。 -6\9B>qa  
     WYL.J5O  
    光路流程图和偏振分析器： I%Z &i-33y  
     Iq*7F5B  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 [<hiOB  
     B7;MY6h#  
    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。 [cq>QMW  
    uwJkqlUOz  
    Parameter Run 的全局搜索： <U*d   
     Y/gCtSF  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 )U` c9*.  
     _DQdo  
    Parameter Run 设置 #]2u!a ma  
     qI}Zg)q]  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； .755-S  
     k?,g:[4!  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； sQw-#f7t  
     1mqFnVkf&+  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ,ic}   
     ,7aqrg  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 #@ G2n@Hj  
     Sl1N V  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 qyto`n7  
    优化函数依据迭代次数进行显示： W7 $yE},z  
    {#MViBhd%  
    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 hy=x  
     jp|wc,]!  
    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。 5"+* c@L  
     Oqyh{q%]  
    参数构成： <[Vr(.A  
     @47TDCr  
    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%； 7^1ikmYY  
      
    kI]1J  
    局部参数优化： p\ASf  
    #AHIlUH"m  
    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。 tB[K4GNSQ  
    -{?Rq'H  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； n(L {2r  
    S}<(9@]z  
    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。 a[/p(O  
    KvgZx(.  
    {)+/w"^.  
     EpiagCS  
    参数定义： xg8<b  
    ZISR]xay  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 +{s^"M2`  
    2:]Sy4K{  
    缝宽10—190nm权重1e20 ny}?+&K  
    6 -oQs?  
    优化函数定义： ,i}"e(f  
    X@ss d  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） D^pAf/ek@i  
    8w\&QX  
    ——偏振对比度大于50（全波段） KP i@wl3  
    ixp%aRRP  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 _ &T$0SZco  
    yfU1;MI  
    ,Vogo5~X  
    选择下山简法进行局部优化。 "/q6E  
    \"Np'$4eu  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 OSBE5  
    ?VJ Fp^Ra  
       Tb}b*d3  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 V{8mx70  
    v K$W)(Z  
    优化过的参数为： d"V^^I)yx&  
    u`ZnxD>  
    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% 7':|f"  
    iaMZ37  
    结论： f}fM%0/5  
    ]UNmhF!W>u  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 !l}es4~.a  
    wBr0s *1I  
    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。  ;HW@ZI  
    Ft07>E$/Q^  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 //`X+[bMG  
    D;Z\GnD  
    Y,+$vj:y8  
    QQ：2987619807     [[Z*n/tr  
     
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