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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 G'IRqO *]  
     O'[r,|Q{  
    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。 6TkV+\  
     *1`q x+1  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 M>g%wg7Ah  
     Or<OmxJg  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 .6HHUy  
     Xn=  
    相关案例：100.01,101.01 `*-rz<G  
     >1S39n5z.  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 E@[ZwTnJ  
     ZBsV  
    建模任务： gEISnMH  
     Q.i_?a  
    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。 q)Qg'l^f  
     ;%B:1Z  
    N4rDe]JnPR  
    优化目标： fq4[/%6,O  
    2qpUUo f  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ZWXA%u7V  
     iOXsj  
    —TM模偏振光的透过率最小化 %2,'x  
     !(nFq9~~Q  
    优化函数： /Xf_b.ZM&  
     Scd_tw.]|  
    —最小化TE的透过率 &3CC |  
     /v8yE9N_  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） %@'[g]h k  
    BRTCo,i  
     W'"p:Uh q  
       u`?v-   
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 J-5E# v  
     uq\[^  
     *|Bt!  
    |f{(MMlj  
    优化的自由变量为： ' o(7@   
    wn/Y 5   
    —缝宽：10—190mm &ieb6@RO`Q  
     R q9(<' F  
    —光栅深度：20—200nm Ng|c13A=  
     J. $U_k  
    优化算法： Xv2Q8-}w  
     +<rWYF(ii/  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 'bn$"A"{o  
    —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。 pKkBA r,  
     D]'/5]~z<  
    光路流程图和偏振分析器： WY$c^av<  
     w^E$R  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 |3P dlIbO  
     &`I7aP|  
    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。 ]=]fIKd  
    U0@Qc}y  
    Parameter Run 的全局搜索： R "qt}4m  
     d^qTY?k.  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Ft<B[bQ  
     WPDi)U X  
    Parameter Run 设置 &F~97F)A)  
     >SWc  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； |31/*J!@z*  
     s_ %LU:WC  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 9a$ 7$4m  
     w=kW~gg  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 t~M0_TnXlP  
     o]TKL'gW  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 .f-s+J&ED  
     P2 fiK  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 i;fU],aK!  
    优化函数依据迭代次数进行显示： @_H L{q%h  
    J0FJ@@  
    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。 #tN!^LLi  
     x:iLBYf  
    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。 ZmAo9>'Kg  
     g_;4@jwTP"  
    参数构成： X86r`}  
     {xRO.699  
    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%； B3Daw/G  
    V6kJoSyde  
      
    UO4z~  
    局部参数优化： #k|f%!-Vo  
    \pVNJ y$`<  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 Dd'J"|jF38  
    |*B9{/;4  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ImsyyeY]  
    ?fX`z(Z  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 `%_(_%K  
    _18Aek   
    [sZ ,nB/  
    8+Abw)]s  
    参数定义： l,ic-Y1  
     L0>7v  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 -cgMf\YF  
    09J,!NN  
    缝宽10—190nm权重1e20 0?*":o30  
    +[7 DRT:  
    优化函数定义： j>A=Wa7  
    o[aIQ|G  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） G2w0r,[  
    bKQ_{cR  
    ——偏振对比度大于50（全波段） V|)nU sU  
    `<(o;*&Gd  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 lyw)4;wt\  
    ~\u~>mtchu  
    [/U5M>#n  
    选择下山简法进行局部优化。 4[rX\?^e  
    :'Tq5kE  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 nZ4@g@e2  
    4F,RlKHBl  
       8TCbEPS@Q  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Da ]zbz%%  
    H8h,JBg5<F  
    优化过的参数为： >:|jds#  
    o,!W,sx_  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% x,Z:12H0  
    ,'byJlw_pv  
    结论： \RmU6(;IQ  
    3j\Py'};  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 &H/3@A3  
    rTzXRMv@o  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 D 4<,YBvV  
    I @ D<rjR  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ]u47]L#  
    QQ：2284816954 备注：光学     w_*$w Vl  
     
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