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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 duV|'ntr  
     +z;xl-*[  
    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。 @QVAsNW:O  
     aztP`S$h  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 m-> chOu~|  
     F)5QpDmqb  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 bo\|mvB~  
    8p>%}LX/  
    相关案例：100.01,101.01 mkrvWZjZX  
     fC]+C(*d  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 241YJ  
     ,t61IU3"  
    建模任务： R 5bt~U  
     vy@;zrs  
    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。 9%kY8#%SV  
     tNmH*"wR<  
    aW4tJN%!  
    优化目标： #B)/d?aa'  
    76$19  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Y\sLwLLlG  
     G\Toi98d*  
    —TM模偏振光的透过率最小化 uSM4:!8  
     X f!Bsp#\g  
    优化函数： <74q]C  
     "{qhk{  
    —最小化TE的透过率 ^?&Jq_oU  
     REnRpp$  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） sB-c'`,w`  
    ;QREwT~H  
     S)@R4{=e"V  
       +7N6]pK|"  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 \QHe0?6  
    H:d{Sru  
     3`IDm5  
    @Eqc&v!O  
    优化的自由变量为： $ 7O[|:Yv  
    V|#B=W  
    —缝宽：10—190mm Nz*qz"T  
     }_@cqx:n^  
    —光栅深度：20—200nm REQ2pfk0  
     5}e-\:J >B  
    优化算法： S;i^ucAF  
     XrFyN(p  
    —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。 V:QfI  
    —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。 [)Xu60? Q  
     8[(c'rl|)|  
    光路流程图和偏振分析器： xm/v :hl=  
     eem.lVVD  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 V1xpJ  
     -NiFO  
    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。 3(E"$Se,f  
    Ny\iRU)fN  
    Parameter Run 的全局搜索： Qn[4&nUD  
     iWGgt]RJ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 `$G7Ia_ $]  
     dm)V \?b  
    Parameter Run 设置 {~b]6}O  
     q+WOnTS  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； e0(loWq]  
     $J=9$.4"  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； HR.S.(t[_  
     XMa(XOnX  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 oel3H5Nz  
     |cWW5\/  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 <W|{zAyv  
     *)L%pH>`  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 b0riiF  
    优化函数依据迭代次数进行显示： T 7Lk4cU  
    :*1|ERGoay  
    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。 PrDvRWM  
     Y\dK- M{$  
    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。 F! c%&Z  
     xO"5bj  
    参数构成： kx]f`b  
     oopTo51,a  
    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%； Fm*n>^P@Y  
    XH1so1h  
      
    xfos>|0N  
    局部参数优化： d3 fE[/oU  
    JQQD~J1)E  
    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。 :pDwg d  
    ~Jp\'P7*  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； .F'Fk=N  
    v;?t=}NwF  
    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。 bveNd0hN  
    1,,o_e\nn3  
    9);a0}*5  
    #u|;YC  
    参数定义： (+CB)nV0IA  
    ra_`NsKF}  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 XZ Z Ml  
    Yt0 l'B%[u  
    缝宽10—190nm权重1e20 Z-Bw?_e_K  
    3::DURkjf  
    优化函数定义： \8{C$"F  
    x8b w#  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） q,0o:nI  
    Fg5>CppH  
    ——偏振对比度大于50（全波段） -Ww'wH'2  
    Gob1V  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 DE."XSni  
    QmbD%kW`3  
    S[X bb=n  
    选择下山简法进行局部优化。 WvUe44&^$  
    4=*VXM/  
    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。 .OXvv _?<  
    19 bP0y  
       )Qp?N<&'  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 _d %H;<_  
    > 9i@W@M  
    优化过的参数为： A5!f#  
    ,K3)f.ArYc  
    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% KosAc'/ M  
    l)a]V]oQ  
    结论： RfEmkb<9Z  
    | 1T2<ZT  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 %I&Hx<H j  
    Tj<W4+p{  
    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。 k3}ymhUf  
    cDm_QYQ  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 I$9 t^82j  
    QQ：2284816954 备注：光学     ?9 :{p  
     
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