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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 o9dY9o+Z  
     LAS'u "c|  
    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。 4p,EBn9(  
     E vg_q>  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 %2{ %Obp'  
     ud'-;W  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 .Z `av n  
    e9U9Uu[  
    相关案例：100.01,101.01 [R^i F  
     U"^kH|  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 9 %I?).5  
     %|q>pin2  
    建模任务： ]\hSI){  
     [`"ZjkR_J  
    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。 Sp;G'*g  
     r\-uJ~8N  
    n%.7h3  
    优化目标： 9Hb6nm  
    n%o5kVx0  
    —TE模偏振光的透过率最大化 7>))D'l57  
     PuA9X[=  
    —TM模偏振光的透过率最小化 "AsKlKz{B  
     SBfT20z[  
    优化函数： lJ}_G>GJ  
     ?IqQ-C)6D  
    —最小化TE的透过率 R\G0'?h >  
     sHt].gZ  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 2q=AEv/  
    zck#tht4 n  
     g4=pnK8  
       aJbO((%$|u  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 R6kD=JY/!  
    {E9+WFz5  
     QSdHm  
    7e|s wJ>4  
    优化的自由变量为： Mb|a+,:>3  
    CUBEW~X}M  
    —缝宽：10—190mm 1Z+8r  
     g9}DnCT*.  
    —光栅深度：20—200nm /'l{E  
     lhAX;s&9  
    优化算法： j7$e28|_n  
     jHE}qE~>5  
    —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。 i@)i$i4  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 v1+3}5b'uF  
     IEsEdw]aZE  
    光路流程图和偏振分析器： 59Xi3KY  
     :t8b39  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 }@'$b<!B  
     K/j3a[.  
    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。 bpJ(XN}E  
    =jOv] /  
    Parameter Run 的全局搜索： RKHyw 08  
     Z'`g J&6n  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Pq;U &,  
     \E72L5nJW  
    Parameter Run 设置 }Gz~nf%  
     r@h5w_9  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； V@e?#iz  
     CrC^1K  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； WM7oM~&{6  
     B(LWdap~  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ^84G%)`&  
     o{* e'4  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 BP'36?=Zo  
     5[k/s}g  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 W=^#v  
    优化函数依据迭代次数进行显示： #>b3"[ |  
    v5!d$Vctu  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 D0&,?  
     X^}I-M%{m  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 bv]`!g: C  
     :|V$\!o'U  
    参数构成： ]/[FR5>  
     A-Sv;/yD_  
    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%； >kj`7GA  
      
    R]}}$R`j  
    局部参数优化： s @&`f{  
    :q$.,EZ4#n  
    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。 =x%dNf$e{W  
    _E&A{HkJ  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； lGPUIoUo  
    c]x1HvPE  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 nt 81Bk=  
    1n >X[! 8x  
    3GaQk-  
    a,@]8r-"  
    参数定义： 9_L[w\P|4  
    *xx'@e|<;  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 CJ/X}hi,  
    RkH W   
    缝宽10—190nm权重1e20 Q3n,)M[N  
    SN9kFFIPb=  
    优化函数定义： R0P iv:  
    5L+>ewl  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） (Mo*^pVr  
    rXmn7;B}g  
    ——偏振对比度大于50（全波段） [.O?Z=5a[V  
    ?J%1#1L"/  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 +6sy-<ZL:  
    aGrIQq/k)%  
    <;9 I@VYK  
    选择下山简法进行局部优化。 **w!CaqvY  
    mC4zactv  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 )JDs\fUE  
    *?5*m+  
       qW$<U3u}  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 l7XUXbYp&=  
    iQ tN Aj  
    优化过的参数为： a=1NED'  
    TTeH `  
    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% @)UZ@ ~R  
    xHUsFm s  
    结论： gQo]  
    O!m vJD  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 $h2){*5E{  
    \a5U8shc  
    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。 > A Khf  
    )bS~1n_0  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Sc>,lIM  
    m4TE5q%3  
    sNj)ZWgd>  
    QQ：2987619807     @KWb+?_H{<  
     
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