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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: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 >\!>CuU  
     p@xK`=Urb  
    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。 QN m.8c$  
     PmE2T\{s!  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 m4T` Tg#P  
     {7q +3f <  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 h<2O+"^  
    y {1p#  
    相关案例：100.01,101.01 8[z& g%u  
     (svd~he2  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Mj@ 0F 2hy  
     G@n%P~  
    建模任务： W%7m3/d  
     [R[Suf  
    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。 AJH-V 6  
     B\!.o=<h  
    ?_c*(2i&^  
    优化目标： ?l<u%o  
    [I` 6F6  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Z)zmT%t  
     |LDo<pE*V4  
    —TM模偏振光的透过率最小化 BK:S:  
     wKAc ;!  
    优化函数： #G ZGk?  
     "&/&v  
    —最小化TE的透过率 nMHs5'_y  
     d6k`=Hlg  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Ea*Jl<  
    6,|)%~VUm  
     k/#& ]8(  
       0zAj.iG  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 0TI+6u  
    az]S&\i7T  
     VFMg$qv|_  
    COK7 i^  
    优化的自由变量为： UujFZg[-P9  
    Qy@r&  
    —缝宽：10—190mm <4Jo1  
     uNYHEs6%T$  
    —光栅深度：20—200nm B6b {hsO  
     x+9aTsZ  
    优化算法： 0:(@Y  
     tXTa>Q  
    —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。 <3>Ou(F  
    —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。 *lIK?"mo  
     JtU/%s  
    光路流程图和偏振分析器： oY{r83h{  
     ZIx,?E+eJ  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 9c1n  
     5xHl6T+  
    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。 &6E^<v?]  
    1qb 3.  
    Parameter Run 的全局搜索： |vnfY; ;z1  
     g9;}?h  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 9)QvJ87e@7  
     <Ep-aRI  
    Parameter Run 设置 fD<3Tl8U0  
     08S|$_  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； S0~F$mP'  
     7b,u|F  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； j%KLp4J/e  
     '+ |{4-V  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 KwRO?G9&  
     A|Yq Bl  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Nze#u;  
     Px}#{fkS  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 D;|4ZjM-  
    优化函数依据迭代次数进行显示： AtA}OY]D /  
    xS,#TU;)Ol  
    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。 y?M99Vo4?  
     @`?"#^jT  
    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。 !\8j[QS!  
     quU%9m \S`  
    参数构成： 0bpl3Fh.v  
     #oi4!%*M  
    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%； gR(*lXm5w  
    2ZB'WzH.X  
      
    l0b Y  
    局部参数优化： Y=4,d4uu  
    }yU,_:  
    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。 Ni GK| Z   
    v. ,C"^W  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； -rlxxLT+  
    ?jBna ~  
    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。 lyx p:  
    >0i?}  
    RIM"MR9qe=  
    8sg8gBt  
    参数定义： O.1Z3~r-N  
    `96:Z-!}  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 kkFE9:[-c&  
    l<{]%=Qg  
    缝宽10—190nm权重1e20 cu|#AW  
    `qSNS->  
    优化函数定义： Lqbu]  
    3`k 1  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 7##nY3",^  
    "a6 wd  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ZQnJTS+Rd  
    M:nXn7)+  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 (ZjIwA9>  
    rFn;z}J2  
    L;5j hVy  
    选择下山简法进行局部优化。 C&3#'/&  
    ev#d1s|<S  
    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。 @ MNL  
    VE6T&fz`  
       \y: 0+s/  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 IJ o`O  
    pR&cdO RsP  
    优化过的参数为： lVXgp'!#j  
    netKt_  
    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% I1&Z@[  
    n@5pS3qZ  
    结论： M,t8<y4 W/  
    .?_wcp=  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 JXGIVH?Rpu  
    rc*&K#? B  
    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。 (Y'rEc#H&z  
    Q{H88g^=J  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ~5`rv1$  
    QQ：2284816954 备注：光学     IL}pVa00{n  
     
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