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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 2m[<]$  
     G9 :l'\  
    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。 Wm3X[?V  
     C $JmzrE  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 yWya&|D9  
     F>cv<l =6l  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 X76e&~  
    /=, nGk>  
    相关案例：100.01,101.01 HKr Mim-  
     @R  6@]Dm  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 qv"$Bd:]r  
     f9\X>zzB2|  
    建模任务： X$pJ :M{F$  
     L:8q8i  
    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。 W];dD$Oqg  
     r4f~z$QK  
    \G3rX9xG  
    优化目标： "T"h)L<  
    'eX '  
    —TE模偏振光的透过率最大化 9E6R0D}  
     9M9?%N:ra  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ,1##p77.  
     l\?c}7k  
    优化函数： OC:T O|S:4  
     |&[EZ+[  
    —最小化TE的透过率 3{h_&Gbo'D  
     ,u g@f-T  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） EyLuO-5  
    l0hlM#  
     9$m|'$p3sG  
       BX^tR1  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 w'3iY,_ufC  
    Z`BK/:vo3H  
     wuqJr:q*#  
    p[lA\@l[  
    优化的自由变量为： 8Bg;Kh6B  
    X~i<g?]  
    —缝宽：10—190mm S@ f9c  
     pXK^Y'2C!  
    —光栅深度：20—200nm 0<B$#8  
     ~3S~\0&|  
    优化算法： ,'iE;o{Tu  
     n\.Vqe  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 'XBFv9&  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 :U(A;U1,  
     XF_pN[}  
    光路流程图和偏振分析器： 2,P^n4~A?w  
     Zoc0!84<z  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 *r% c  
     <1COZ)   
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 tlt*fH$ .  
    j9OG\m  
    Parameter Run 的全局搜索： .k \@zQ|Ta  
     @{pLk4E  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 bD8Gwi=iiu  
     E`k@{*Hn&  
    Parameter Run 设置 u4|$bbig  
     19KQlMO.G  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； AZ}Xj>=  
     %-e 82J1  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； r{%qf;  
     .%C|+#&d  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 (DP &B%Sf  
     KFkoS0M5|  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 f.`*Qg L  
     H1(Uw:V8  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 QS]1daMIK<  
    优化函数依据迭代次数进行显示： lR6x3C H@  
    +|>kCtZH%  
    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。 Q({ r@*g  
     _Z,\Vw:\F  
    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。 w~?~g<q  
     oD1/{dRzj  
    参数构成： S +^E.  
     Zdo'{ $  
    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%； Yr=Y@~ XL  
    f &wb  
      
    Wh 2tNyS  
    局部参数优化： 0|\$Vp  
    ?r+-  
    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。 Z} r*K%  
    wtV#l4  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； c>~*/%+  
    3% ;a)c;D  
    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。 R= o2K  
    ;H.^i|_/  
    5=?\1`e1[  
    YNj`W1  
    参数定义： u4%Pca9(=  
    pDCeQ6?  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 kO*$"w#X[p  
    b e^6i:  
    缝宽10—190nm权重1e20 \1 &,|\E#  
    JOLaP@IPT  
    优化函数定义： WoRZW%  
    z4]api(xZ  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） s)Cjc.Qs  
    TNh1hhJ$b  
    ——偏振对比度大于50（全波段） )Z?Ym.0/  
    6}Y#=}  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 f|lU6EkU  
    !|S43i&p  
    j578)!aJ  
    选择下山简法进行局部优化。 >!1.  
    %vhnl'  
    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。 &,CiM0  
    rOOT8nkR#  
       aL&7 1^R,  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 !XCm>]R  
    zZ323pq  
    优化过的参数为： [>%xd)8.c  
    }YNR"X9*)/  
    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% qC:raH_:  
    ,+{LYF  
    结论： 4'A!; ]:  
    ssxzC4m  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 }$Tl ?BRpU  
    {I#]@,  
    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。 ;^%4Q"  
    |pp*|v1t  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 m6CI{Sa](l  
    QQ：2284816954 备注：光学     #& Rw&  
     
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