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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 pD74+/DD  
     ~= -RK$=  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 [h:T*(R?  
     3Hm/(C  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 6_ow%Rx~F  
     !L8#@BjU  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 AFfAtu  
    5BJmA2L  
    相关案例：100.01,101.01 i@ BtM9:  
     p6WX9\qS(  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 e*n@j  
     Q dp)cT  
    建模任务： *|E[L^  
     t.'!`5G  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 2T TdH)  
     rc>6.sM %  
    *~H Sy8s  
    优化目标： *cnNuT  
    (%:c#;#  
    —TE模偏振光的透过率最大化 +&"zU GTIc  
     y#$CMf -q^  
    —TM模偏振光的透过率最小化 zkdetrR  
     |B2+{@R  
    优化函数： &l[$*<P5V  
     ,i@:5X/t  
    —最小化TE的透过率 f f1c/c/  
     D #/Bx[  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） a+PzI x2  
    9!DQ~k%  
     3 SGDy]  
       13=.H5  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化  bnLPlf  
    .eP.&  
     :$9tF >  
    P_#bow  
    优化的自由变量为： qWKAM@  
    y<bDTeoo  
    —缝宽：10—190mm SG4%}wn%  
     +XYE{E5  
    —光栅深度：20—200nm E1U",CMU  
     Gm.]sE?.  
    优化算法： QZ%`/\(!8_  
     NL0n009"c$  
    —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。 'anG:=  
    —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。 Sa`Xf\  
     ?#YE`]  
    光路流程图和偏振分析器： {Fe[:\  
     g!z&~Z:  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 a"g!e^  
     M>8A\;"  
    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。 a,#j =  
    _1L![-ac  
    Parameter Run 的全局搜索： '1)$'   
     B|AV$N*  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 X<; f  
     A;|D:;x3G  
    Parameter Run 设置 >q1L2',pK  
     &&RimoIeo  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； @Sbe^x  
     kO*$"w#X[p  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； T+k{W6  
     a1y-3 z  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 r7,t";?>  
     LRG6:&  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Yv!a88+A8M  
     QM#4uI55B  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 P{+T< bk|  
    优化函数依据迭代次数进行显示： #@~+HC=  
    t#pS{.I  
    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。 dg"3rs /?A  
     zY!j:FT1HY  
    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。 Gc;{\VU  
     $.rhRKs  
    参数构成： xzZ38xIhV  
     [ )dXIIM  
    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%； C"T;Qp~B  
      
    &_|#.  
    局部参数优化： Fv<F}h?6  
    bPt!yI:  
    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。 g:dH~>  
    NI [ pp`  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； QTXt8I  
    Pjjewy1}^  
    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。 2=`o_<P'"  
    CZI66pDy  
    {I#]@,  
    ;^%4Q"  
    参数定义： |pp*|v1t  
    $$5aUI:$~$  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 #& Rw&  
    LS*y  
    缝宽10—190nm权重1e20 (l- ab2'  
    K[r^'P5m  
    优化函数定义： }h!f eP  
    E:}r5S) 4  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ?ztkE62t  
    j=aI9p  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 'JfdV%M  
    8UyMVY  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 IrhA+)pdse  
    ^ xh;  
    HxK80mJ  
    选择下山简法进行局部优化。 ~SF<,-Kg  
    Y>G@0r BG  
    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。 \$e)*9)  
    ]? g@jRs  
       4^~(Mh-Mw  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 pDIVZC  
    SB|Qa}62  
    优化过的参数为： /1Q(b  
    Md2>3-  
    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% 4.=3M  
    )V6Hl@v  
    结论： ;1.,Sn+zO  
    }O^zl#  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 }w<7.I  
    )oPLl|=h  
    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。 ps%q9}J  
    X+S9{X#Cm  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 `-l6S  
    DV-;4AxxRq  
    |J} Mgb-4  
    QQ：2987619807     PCM-i{6/  
     
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