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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 c;xL.  
     2_x}wB0P  
    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。 |[>`3p"&  
     pT>[w1Kk^  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 u&I?LZ-=,  
     9b``l-rO  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 6Hi3h{  
    L Bb&av  
    相关案例：100.01,101.01 z\pT nteO  
     ^' lx5+-  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 (Q o  
     =W.b7 6_  
    建模任务： WB'&W=  
     L}h?nWm8  
    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。 MOP/q4j[  
     )TP 1i  
    -N<s =  
    优化目标： -7fsfcGM$  
    /1zi(z   
    —TE模偏振光的透过率最大化 g;i>nzf  
     >)=FS.?]  
    —TM模偏振光的透过率最小化 *TfXMN ?w  
     @.yp IE\  
    优化函数： Pp7}|/  
     |_&vW\  
    —最小化TE的透过率 "o*(i7T=n  
     :XxsDD  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） jmxjiJKP  
    O]DZb+O"  
     ZN~:^,PO/  
       %{!*)V\  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 x~j>Lvw L  
    %E}f7GT 4  
     f>k]{W Y  
    0j %s H  
    优化的自由变量为： {" woBOaA  
    &|'1.^f@;E  
    —缝宽：10—190mm 5D8V)i  
     _Jx.?8  
    —光栅深度：20—200nm _<yGen-  
     $bIVD  
    优化算法： =3$JeNK9  
     i+( k  
    —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。 KC9_H>  
    —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。 |k1(|)%G  
     "_WOt Jr  
    光路流程图和偏振分析器： J.W0F #?  
     {U?/u93~  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 lQj3# !1}  
     i2j_=X-  
    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。 ghq[oK  
    [v ( \y  
    Parameter Run 的全局搜索： k%YvJXL  
     a'u:1C^\  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Tf(-Duxz  
     _LU]5$\b  
    Parameter Run 设置 -L%tiz`_  
     *`&4< >=n  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Z`y%#B6x.  
     J5e  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； #\3(rzQVO  
     A.vWGBR  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 nb::,  
     M6 l S2  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 qIIc>By(\"  
     C ioM!D  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ~3bH2,{L[  
    优化函数依据迭代次数进行显示： MWTzJGRT  
    $L%gQkz_  
    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。 RG[b+Qjn  
     +LFh}-X{_  
    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。 8WU_d`DF  
     S bI7<_  
    参数构成： g:<2yT  
     :Rl*64}  
    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%； $fZVh%  
      
    EAafi <n  
    局部参数优化： 4UP#~  
    7bJAOJ'_  
    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。 R@zl?>+  
    q$IgkL  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 1?+%*uoPX  
    is`O,Met  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 P5,X,-eG  
    %Y!31oC#  
    ~Y;_vU  
    [HO=ii]Wb  
    参数定义： )~@iM.}S2  
    %*J'!PC9n  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 N;N,5rxV  
    93I.Wp_{  
    缝宽10—190nm权重1e20 K`%{(^}.  
    (.[HE ~ s?  
    优化函数定义： )/uu~9SFd  
    JSO'. [N  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） q8 jI y@  
    &\Kp_AR  
    ——偏振对比度大于50（全波段） oY Y?`<N#  
    Y243mq-  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 [@K#BFA  
    9qe<bds1  
    Vm6 0aXm_  
    选择下山简法进行局部优化。 ? }t[  
    aG&ay3[&  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 |,ws3  
    Q--Hf$D]H  
       v>ygr8+C,  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 FH Hi/yh  
    d9bc>5%-F  
    优化过的参数为：  a@mMa {  
    q2>dPI;3T  
    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% (>.+tq}  
    JY6&CL`C  
    结论： *.g@6IkAQ  
    P`ZYm  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ?|}%A9   
    ~r%>x  
    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。 uIeD.I'@{5  
    L"Vi:zdp  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 fwWE`BB  
    iRwlK5(&  
    e/S^Rx4W  
    QQ：2987619807     8AX+s\N  
     
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