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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 Kf2*|ZHj  
     &e@2zfl7  
    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。 *5]fjh{  
     0DhF3]  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 %h 6?/  
     ! L:!X88  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 l;}D| 6+_W  
    n c:^)G  
    相关案例：100.01,101.01 xekW-=#a7-  
     ;!DUNzl  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 {EGiGwpf  
     n?_!gqK  
    建模任务： rcMV YSj0  
     GJai!$v  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 Xg?hh 0s  
     dN\Byl(6  
    Brr{iBz*"  
    优化目标： o1YX^-<[F  
    5 :6^533]  
    —TE模偏振光的透过率最大化 R8P7JY[h  
     G<OC99;8  
    —TM模偏振光的透过率最小化 "{105&c\  
      wX@&Qv  
    优化函数： D oX!P|*  
     p;`jmF   
    —最小化TE的透过率 lHv;C*(_=  
     db$Th=s[  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） z]^&^VFu  
    /c'3I  
     =z'- B~  
       =:n>yZ3T  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 `4__X;  
    f1(V~{N,+  
     7tMV*{+Z  
    ` `j..v,  
    优化的自由变量为： 8PB(<|}u  
    v+f:VA  
    —缝宽：10—190mm :TJv<NZi'  
     0?  (  
    —光栅深度：20—200nm uQazUFw  
     ]c]rIOTN  
    优化算法： vBx*bZ  
     akHcN]sa2  
    —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。 eU 'DQp*  
    —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。 8M*[RlUJB  
     B =@BYqiY  
    光路流程图和偏振分析器： >Lp^QP1gU  
     zQM3n =y  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 dqO!p6  
     \c3zK|^  
    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。 5n! V^ !  
    (m80isl  
    Parameter Run 的全局搜索： NH$%g\GPs  
     0H,1"~,w]  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 /fbI4&SB!  
     JUXIE y^  
    Parameter Run 设置 n#t{3qzpD  
     md:$O C3  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ac"Pn? q  
     Og[NRd+  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； { 2G9>'  
     Jaz|b`KDj  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 l:mC'aR  
     ,}2yxo;i  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 eWzD'3h^  
     Nq6~6Rr  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 [T#5$J  
    优化函数依据迭代次数进行显示： i*B@#;;F  
    RpPbjz~  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Wc [@,  
     BV,P;T0"D  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 [` ~YPUR*  
     rStfluPL  
    参数构成： 0yr=$F(]s  
     o:B?gDM  
    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%； gXN#<g,:^  
      
    V{@ xhW0  
    局部参数优化： $~vy,^  
    7_C;-  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 .WM0x{t/  
    z1[2.&9D-  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； s2A3.SN  
    48dIh\TH"  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 6, \i0y5n  
    wEL$QOu$  
    Bv_C *vW  
    9XWHr/-_@  
    参数定义： CY;ML6c@  
    rB|Mp!g%@  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ^{&Vv(~!Q  
    RaT(^b(  
    缝宽10—190nm权重1e20 Gc2sY 0  
    `3+yu' Q'  
    优化函数定义： ofbNg_K>  
    su6x okt  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） U">J$M@  
    RK?b/9y  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 54~`8f  
     ^ZnlWZ@r  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 &09z`* ,  
    &os9K)  
    6*,'A|t?y  
    选择下山简法进行局部优化。 -5,QrMM<  
    9n{tbabJ  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 02E-|p;  
    XH4!|wz  
       >B(%$jG Z  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 , f9V`Pz)  
    #g[jwl'  
    优化过的参数为： &No6k~T0:b  
    Poy ]5:.  
    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% >m='#x0>Y  
    Sx)b~*  
    结论： =H6"\`W  
    jqq96hP,  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 z-fP #.  
    NIufL }6\  
    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。 &ywAzGV{s  
    P5s'cPX  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 @ hH;d\W#  
    ~_ss[\N  
    ixF '-  
    QQ：2987619807     yO Ed8  
     
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