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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 <]eWr:;  
     @Iia>G @Rz  
    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。 9F845M  
     JaoRkl?F  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 NVU@m+m~  
     d@#!,P5 `  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Rx<m+=  
    fNPHc_?Ybj  
    相关案例：100.01,101.01 coT|t T  
     <k-&Lh:o3  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 +[:"$?J  
     58\Rl  
    建模任务： FPE[}  
     TCYjj:/  
    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。 B!0o6)u'  
     ?lW-NPr  
    Eo 5p-  
    优化目标： c"Kl@ [1\~  
    5+\[x`  
    —TE模偏振光的透过率最大化 "aIiW VQ  
     A&*lb7X  
    —TM模偏振光的透过率最小化 |b7 v(Hx  
     FivgOa  
    优化函数： ) (unL`y  
     ;wwhW|A  
    —最小化TE的透过率 _TfG-Ae  
     !#j y=A  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） %K8Ei/p\t]  
    B{$4s8XU  
     4+e9:r]  
       dP63bV  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 xpCzx=n3.m  
    [y-0w.V=oE  
     s\y+ xa:  
    3>Y G  
    优化的自由变量为： " 2A`M~  
    A]L;LkEM  
    —缝宽：10—190mm Wd#r-&!6j  
     (7^5jo[D  
    —光栅深度：20—200nm mz$)80ly  
     I4 {uw ge  
    优化算法：  Aq674   
     oE \Cwd  
    —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。 &oI;^|  
    —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。 aNLRUdc.  
     gEcRJ1Q;C  
    光路流程图和偏振分析器： r'0IAJ-;  
     C1&~Y.6m  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 1><@$kVMm~  
     ]D_"tQ?i  
    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。 f'&30lF  
    (3a]#`Q  
    Parameter Run 的全局搜索： u`?MV2jU2  
     QY2/mtI  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 le60b@2G0  
     M"# >?6{  
    Parameter Run 设置 {=mf/3.r  
     ?.Mw  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； s |B  
     7i^7sT8t  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Ua0fs|t1v  
     JL gk?  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。  Age  
     $>Md]/I8  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 r9nH6 Md\  
     *nJy  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 V&nTf100  
    优化函数依据迭代次数进行显示： mHCp^g4Q  
    Mj&`Y gW5a  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 "<['W(  
     tg =ClZ-  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 S:!gj2q9|  
     JxI\ss?O  
    参数构成： ^6R Sbi\  
     yQ$Q{,S9  
    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%； u@QP<[f  
      
    .U}"ONd9e  
    局部参数优化： o[Ojl .r<  
     B=)&43)\  
    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。 {2jetX`@h  
    !J#oN+AR  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； D1w;cV7/d  
    } U <T>0  
    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。 #?=?<"*j  
    ((KNOa5  
    ;rwjqUDBz  
    2cv!85  
    参数定义： X}"Ic@8  
    aC$-riP,?'  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 j}P xq  
    R`M>w MLH  
    缝宽10—190nm权重1e20 >fZ N?>`  
    3JhT  
    优化函数定义： vbFi# |EU  
    KmF" Ccc  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） >i&"{GZ  
    Std?p{ i  
    ——偏振对比度大于50（全波段） RWyDX_z#<  
    ZiR },F/  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 RP!!6A6:  
    4Js2/s  
    8&[Lr o9  
    选择下山简法进行局部优化。 9Yu63s ia  
    y $i^C:N  
    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:|um&`)  
    6t zUp/O  
       7TDt2:;]  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ~7CQw^"R@  
    T"h@-UcTl  
    优化过的参数为： FYwMmb ~3  
    V]E# N  
    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% O_v8R7 {  
    F_ ^)zss  
    结论： tO?NbWcp  
    hk5[ N=  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 r6,EyCWcCs  
    IKz3IR eu  
    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。 R_DstpsT  
     f$7Xh~  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ""~b1kEt  
    2OA0rH"v  
    z (1zth  
    QQ：2987619807     Z--A:D>  
     
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