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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: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 _g$6vx&  
     ]U'KYrh  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 A3M)yWq  
     6ZCt xs!  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 wQ4/eQ*  
     %J2u+K  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 !3?HpR/nV  
    a;([L8^7$l  
    相关案例：100.01,101.01 /38^N|/Zr  
     T9N /;3  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 OC"W=[Myl  
     0'VwObq  
    建模任务： OW1[Y-o[  
     9J0m  
    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。 '1/uf;OXIH  
     Be0P[v  
    >qAQNX  
    优化目标： $I>.w4G}  
    $+:_>n^#/  
    —TE模偏振光的透过率最大化 <:>a51HBX  
     8;Yx a8ie  
    —TM模偏振光的透过率最小化 F4Z+)'oDr,  
     T4J (8!7  
    优化函数： %3'80u6BCJ  
     ?w /tq!  
    —最小化TE的透过率 =#n|t[h-  
     a|lcOU  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） vKol@7%N  
    v34XcA  
     9M<qk si  
       #RZW)Br  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 y$K!g&lGA  
     ~/ iE  
     W[w8@OCNf  
    ^e^M A.kM,  
    优化的自由变量为： XQHvs{P o  
    Pou`PNvH  
    —缝宽：10—190mm T+N%KRl  
     BWfsk/lej  
    —光栅深度：20—200nm ZIkXy*<(  
     y`7BR?l  
    优化算法： (A/V(.!  
     [p[Kpunr{l  
    —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。 lUUeM\  
    —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。 MXSPD# gN  
     b2r@vZ]D  
    光路流程图和偏振分析器： {b= ]JPE  
     "4oY F:h  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 0bS\VUB(  
     OUS@)Tyh  
    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。 3dQV5E.  
    qZG "{8  
    Parameter Run 的全局搜索： ^szCf|SM  
     5e6]v2 k  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ^)D[ W(*  
     O: :X$O7  
    Parameter Run 设置 50uNgLs  
     Y(-4Agq  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 8u!!a^F  
     &0*j nb  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ,*}SfCon  
     egK,e?~  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 mJ)o-BV  
     ]fnc.^{  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 [8(e`6xePb  
     *'1qA0Xc  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Qt+ K,LY  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 59F AhEg  
    tTX2>8Gmr  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 )$]_;JFr  
     vp{jh-&  
    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。 S XIo  
     b'3w.%^  
    参数构成： /RIvUC1  
     ggzg, ~V  
    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%； A<ur20   
    AQDT6E:  
      
    b(wW;C'#0p  
    局部参数优化： 4 B"tz!  
    Fi14_{  
    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。 >Ke4lO"  
    am]$`7R5d  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； *[) b}?  
    5<0&y3  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 jn&[=Y-  
    :-fCyF)EI  
    W`*S?QGzl@  
    Q"h/o"-h  
    参数定义： 3<88j&9  
    +ng8!k  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 \25Rq/&w  
    A36dj  
    缝宽10—190nm权重1e20 ps\A\aggML  
    U7bbJ>U_|  
    优化函数定义： n{s `XyH  
    zWb>y  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） %AwR4"M  
    8$xd;+`y'  
    ——偏振对比度大于50（全波段） K?+iu|$ &  
    R^.E";/h  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 OlL FuVR  
    $,ZBK6CT  
    f02 <u  
    选择下山简法进行局部优化。 Q=}p P*  
    w] i&N1i  
    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。 "g;^R/sfq  
    5(W`{{AW  
       }1 = V`N(  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 7s+3^'  
    u,mC`gz  
    优化过的参数为： )kfj+/  
    vq-Tq>  
    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% [xe(FFl+  
    ]a F,r"  
    结论： 2I(b ad  
    .Zv@iL5  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 e<2?O  
    A\nL(Nd  
    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。 f s_6`Xt  
    1$2'N~`#U  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 -'ePx f  
    QQ：2284816954 备注：光学     R>f$*T  
     
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