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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
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 %4),P(4N  
     "3\y~<8%'  
    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。 g(9*!g  
     Y|><Ls6Q  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Lc5zu7ncg  
     `(h^z>%  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ^!\AT!OT  
    38D5vT)n  
    相关案例：100.01,101.01 ~HhB@G!3  
     l=p_  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 JJ7A` ;  
     :>JfBJ]|  
    建模任务： wpuK?fP  
     ^;<d<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。 !5(DU~S*@S  
     hdCd:6   
    ]sqLGmUL  
    优化目标： ^n0;Q$\  
    On}1&!{1]  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Ao8ua|:  
     >fzyD(>  
    —TM模偏振光的透过率最小化 c>K]$;}  
     PVp>L*|BZ;  
    优化函数： MGsQF#6]  
     TDDMx |{  
    —最小化TE的透过率  e|!'  
     lQ`=PFh  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） }n4 T!N  
    TLVsTM8 P  
     n}.e(z_"  
       (g@\QdH`|  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 k\ .9iI'6  
    3?a`@C&x  
     BYXc 'K  
    6!"wiM"]  
    优化的自由变量为： o& FOp'  
    "H[K3  
    —缝宽：10—190mm yiQ?p:DM  
     wpM2{NTP  
    —光栅深度：20—200nm } 7 o!  
     7Dbm s(:(  
    优化算法： 9=ygkPY  
     {73V?#P4  
    —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。 H]R/=OYBUh  
    —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。 bpwA|H%{M  
     qx5`lm~L  
    光路流程图和偏振分析器： / S]RP>cQ  
     MSQ^ovph  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 P-Y_$Nv0g  
     ]6^<VC`5D  
    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。 bPxL+ +  
    YUEyGhkMV{  
    Parameter Run 的全局搜索： ~dr,;NhOLJ  
     n8<?<-2  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 }8x+F2i  
     sh_;98^  
    Parameter Run 设置 ]##aAh-P4&  
     F)hj\aHm k  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； q k^FyZ<  
     ]qT&6:;-]  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； %m |I=P  
     A+RW=|:  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 r)5xS]  
     (L*GU7m;  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ?"9h-g3`x}  
     >NBc-DX^  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Mqd'XU0L  
    优化函数依据迭代次数进行显示： -{cmi,oy  
    7?=^0?a  
    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。 xUdGSr50  
     T"z<D+ pN  
    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。 ~|} ]  
     U S ALoe  
    参数构成： '|SO7}`;Q  
     +Umsr  
    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%； nXRa_M(z8  
    =8T!ldVxES  
      
    e%JIqKS  
    局部参数优化： 9Y,JYc#  
    RJWO h  
    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。 M4C8K{}  
    4]U=Y>\Sr  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； (&e!u{I  
    SCcvU4`o  
    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。 5)%ahmY  
    H]/ ~ #a  
    (I}owr5:  
    $z%(He  
    参数定义： !vgY3S0?rq  
    DU%E883  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 V8M()7uJ  
    3@V?L:J  
    缝宽10—190nm权重1e20 27D*FItc  
    z^QrIl/<c2  
    优化函数定义： j hm3:;Z  
    bZYayjxZ5i  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） @JbxGi  
    d&Nnp jH}c  
    ——偏振对比度大于50（全波段） <YU?1y?V  
    G JRl{Y  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 n= <c_a)Nb  
    .]vb\NBK7  
    4,sE{%vb  
    选择下山简法进行局部优化。 1VgGF^cYR  
    J 4gtm"2)  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 RK!9(^Ja  
    5 b} w  
       d~u=,@FK  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Nnh\FaI  
    ev$:7}h=  
    优化过的参数为： i=xh;yb|  
    0/su`  
    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% J 8%gC  
    x2B8G;6u  
    结论： PGP#$JC  
    12Oa_6<\0;  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 \V$qAfP)  
    T>B'T3or  
    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。 =VD],R)  
    O-V|=t  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 D -tRy~}  
    QQ：2284816954 备注：光学     O{l4 f:51  
     
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