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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 Kn2W{*wD  
     tcI Z 2H%  
    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。 5o0H7k]  
     9FF  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 VY0-18 o  
     nrM-\'  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 j3>&Su>H4  
    g=Nde2d?  
    相关案例：100.01,101.01 !T}R=;)e h  
     Su'l &]  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 3p'(E\VJ  
     B""=&(Yu  
    建模任务： W@~a#~1O  
     V<d`.9*}  
    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。 nNRc@9Lt  
     ,~NJ}4wP  
    vnX~OVz2  
    优化目标： mrlhj8W?!  
    xJFxrG'c  
    —TE模偏振光的透过率最大化 CR-2>,*a9  
     }jg,[jw_"X  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Qaiqx"x3  
     *bi;mQ  
    优化函数： T`Xz*\}Zb  
     kB-<17  
    —最小化TE的透过率 i"{znKz vD  
     q]y{ 4"=5  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） >a: 6umY  
    hP jL  
     AQ,%5MeqJ  
       t5S!j2E  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Sqla+L*  
    =8 DS~J{  
     U#4>GO;A  
    59(} D'lw>  
    优化的自由变量为： @$?*UI6y  
    >W'"xK|:  
    —缝宽：10—190mm ,go$ 6  
     Wk]E6yz6  
    —光栅深度：20—200nm fc%C!^7  
     <@qJsRbhK  
    优化算法： NHzVA*f  
     &lB>G[t  
    —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。 JiiYl&#  
    —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。 ES[]A&tf  
     4n2*2 yTg  
    光路流程图和偏振分析器： lq)[  
     tU>4?`)E  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 J8DKia|h(  
     4aG}ex-s|  
    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。 ='HLA-uT  
    Ewo6Q){X  
    Parameter Run 的全局搜索： DXfQy6k'  
     7:OF>**  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 [<#`@Kr  
     l/bZE.GJ  
    Parameter Run 设置 ,uS}wJAX  
     kT&GsR/  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 2Vg+Aly4D  
     Q_|Lv&  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； u:\DqdlU`  
     ]DI%7kw'  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 !A"-9OS2  
     M V~3~h8  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 mB*;>   
     f_ > lz  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 \2)~dV:6+  
    优化函数依据迭代次数进行显示： _Ns_$_  
    '6Yx03t  
    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。 .OD{^Kq2  
     =OooTZb:x-  
    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 >\~h,SLL  
     1zY" Uxp  
    参数构成： 7 9ZYRm2;  
     _(:bGI'.m  
    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%； J|dj`Z ?  
    );V.le}%(  
      
    Yf x'7gj  
    局部参数优化： Ert` ]s~  
    P64< O 5l/  
    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。 6"jV>CNc@  
    f15n ~d  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； I>spJ5ls  
    -&r A<j  
    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。 MH_3nN  
    =' #yG(h  
    o$,e#q)8  
    Uj> bWa`  
    参数定义： ykG^(.E  
    t x#(K#/  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 0 I[3%Q{  
    -Deqlaf(  
    缝宽10—190nm权重1e20 + Scw;gO  
    Y f;Slps  
    优化函数定义： UoKXo*W2  
    Cb;49;q  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 1WLaJ%Fv  
    g2GHsVS  
    ——偏振对比度大于50（全波段） X?q,m4+  
    z<n&P7k5j  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ( T2 \   
    qX!P:M  
    ,$; pLjo6  
    选择下山简法进行局部优化。 %n>*jFC  
    K1^x+I7%U[  
    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。 dzyp:\&9  
    w;KNS'   
       ;TG<$4N  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 +(J{~A~  
    p*" H&xA@  
    优化过的参数为： c~iAjq+c  
    Ce_E S.  
    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% %v 1NDhaXz  
    ,.&y-?  
    结论： :sXn*k4v  
    RS[>7-9  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 [5TGCGxP{  
    YCEdt>5PA  
    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。 <46fk*  
    x9VR>ux&  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ^K n{L  
    QQ：2284816954 备注：光学     h[I~D`q)v  
     
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