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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 x)pR^t7u8  
     6n|][! f  
    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。 +,Or^p O=  
     yg4#,4---b  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 8|nc( $}~  
     >S8 n 8U  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ]Ot=At  
    B.!&z-)#  
    相关案例：100.01,101.01 &fsk ESV0  
     \t%iUZ$  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 s@E) =;!  
     <\$?.tTZ {  
    建模任务： <rvM)EJv|  
     [dXa,  
    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。 bM2x (E\O  
     v4K! BW  
    do9~#F  
    优化目标： HA0F'k  
    RY3=UeoF  
    —TE模偏振光的透过率最大化 A]1dR\p  
     S..8,5mBH  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Uw| -d[!  
     #M<YNuE#"  
    优化函数： Xpv<v[a  
     I`s~.fZt  
    —最小化TE的透过率 8Zy*#[-  
     f@q.kD21  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） \qTp#sF  
    4TyzD%pOw  
     ~Ye nH  
       Q`{Vs:8X  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 a^\ F9^j  
    cB_9@0r[S  
     G$luGxl[  
    "a(e2H2&T4  
    优化的自由变量为： F+?i{$  
    C,%Dp0  
    —缝宽：10—190mm 7IQa Xcl  
     <FAbImE}  
    —光栅深度：20—200nm j&U7xv  
     ROvY,-?  
    优化算法： ]1eZ<le`6  
     qu!x#OY+  
    —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。 /sn }Q-Zy2  
    —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。 "kC6G%  
     {=,G>p  
    光路流程图和偏振分析器： n2:Uu>/  
     -[&Z{1A4x4  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Qmb+%z  
     l>L?T#v!_  
    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。 Y]Z&  
    wWSw0 H/  
    Parameter Run 的全局搜索： > 5?c93?  
     6`%|-o :  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 h~qv_)F_  
     j}K 3YfH  
    Parameter Run 设置 LE~vSm^#  
     V|F/ynJfA  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； (kyRx+gA  
     /x]^Cqe  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； |eg8F$WU  
     XH0o8\.  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 TaaCl#g$?  
     f="ZplW  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Z\]LG4N?  
     8N$Xq\Da+>  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 q&O9W?E8dG  
    优化函数依据迭代次数进行显示： wAgV evE  
    vO53?vN[m9  
    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。 O_GHvLO=  
     gwsOw [;k  
    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。 L>&{<M_  
     k {vd1,HZ  
    参数构成： IP-M)_I  
     -e?n4YO*\  
    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%； [6 "5  
    N})vrB;1  
      
    N)a5~<fBG  
    局部参数优化： ~p:hqi1+<+  
    Jt0/*^'  
    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。 M?;YpaSe+  
    6i~<,;Cn  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； }sJ}c}b  
    #Ye0*`  
    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。 b$pCp`/MT  
    <0m^b#hdG  
    `Fe/=]< $  
    Os]. IL$  
    参数定义： r+6 DlT a  
    <g\:By^  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 s jaaZx1  
    rf 60'   
    缝宽10—190nm权重1e20 ,1-idpnX  
    8Fbt >-N<\  
    优化函数定义： wr(*RI"  
    O3d Qno  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Jk:ZO|'Z  
    __uk/2q  
    ——偏振对比度大于50（全波段） }5z!FXB  
    YACx9K H  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 cRCji^,KJ  
    kp!(e0n  
    k Q_Vj7  
    选择下山简法进行局部优化。 EG_P^ <z  
    .:B0(4Mj  
    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。 s0h0Ep ED  
    >* F#ZZv}p  
       Qw_> l}k/  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 MCIuP`sC|  
    Y{@foIZ  
    优化过的参数为： Cv&>:k0V  
    1Mx2%  
    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% hv#LKyp%  
    vS:=%@c>ta  
    结论： qC=ZH#  
    e(OKE7  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 uKJo5%>  
    1gvh6eE F  
    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。 !:uh? RW  
    naeppBo  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 %x}Unk  
    QQ：2284816954 备注：光学     8{7'w|/;.{  
     
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