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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 7o`pNcabtz  
     (:J U  
    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。 vjXCArS  
     F#\+.inO  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ${, !Ll7)  
     6T A2  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 b]5S9^=LI  
    R2nDK7j  
    相关案例：100.01,101.01 )N]%cO(^  
     Z`bo1,6>  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ju;Myi}a  
     L~L]MC&  
    建模任务： >U') ICD~  
     3x~AaC.j  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 kpO+  
     ^]?Yd)v  
    .[X"+i\  
    优化目标： 8]0?mV8iOE  
    |0a GX]Y  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Qx !! Ttd{  
     V@1K  
    —TM模偏振光的透过率最小化 oJ)v6"j  
     fsVr<m  
    优化函数： Zl`sY5{1  
     I'16-  
    —最小化TE的透过率 7)+%;|~  
     E 5bo60z  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） W/I D8+:i  
    lIL{*q(  
     |m>n4 -5QL  
       {:d9q  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 dq$C COC^F  
    r=pb7=M#LN  
     oq}Q2[.b  
    xDBHnr}[  
    优化的自由变量为： {uMqd-Uu  
    {V9}W<  
    —缝宽：10—190mm X~Vr}  
     wa4(tM2  
    —光栅深度：20—200nm /2PsC*y  
     SB`"%6  
    优化算法： s_N]$3'[E  
     N?;5%pG <  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 * E3 c--  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 Dhe ]f#d  
     #>byP?)n  
    光路流程图和偏振分析器： .Qeml4(`3  
     9d!}]+"d42  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 xd`!z`X!,s  
     R]{AJ"p  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 IW'2+EGc  
    &$</|F)y  
    Parameter Run 的全局搜索： Li;(~_62a]  
     r'ydjy  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 \LS+.bp%  
     [#R<Z+c  
    Parameter Run 设置 'qg q8  
     %Sdzr!I7*  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ly] n2RK  
     ;hLne0|)}  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ~:%rg H  
     MrA&xM  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 7+I2" Hy  
     8HLcDS#  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 sR. ecs+  
     zz4A,XrD  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ep<2u x  
    优化函数依据迭代次数进行显示： afMIqQ?  
    o= %Fh  
    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。 :bA@ u>  
     n'#(iW)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。 NX(.Lw}  
     SAEr$F^  
    参数构成： E0Vl}b  
     t*)-p:29h  
    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%； i%~4>k  
    =R^V[zTn_  
      
    WqC6 c&NM  
    局部参数优化： 9R"bo*RIS  
    [lC*|4t&  
    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。 iM Xl}3  
    a]465FY  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； M#qZ0JT4  
    uj-q@IKe  
    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。 n8M/Y}mH   
    p5~;8Q7  
    8P3EQY -  
    UP]J `\$o  
    参数定义： GGs3r;(t  
    oWpy ^=D_  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 8<t?o'9I  
    XRI1/2YA  
    缝宽10—190nm权重1e20 >Tld:  
    3 SQ_9{  
    优化函数定义： `oh'rm3'8  
    ]*^mT&$7  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） [PrR 3 0:  
    id.o )=  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 'C~NQ{1TV  
    PL8eM]XS  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 sDCa&"6+@  
    y= I LA  
     jK&kQ  
    选择下山简法进行局部优化。 [pmZ0/l  
    E YUr.#:  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Y:VM 5r)  
    Uc }L/ax  
       H+; _fd  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Z$,1Tk"O/s  
    vbQo8GFp}  
    优化过的参数为： d*1@lmV*  
    b=QO^  
    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% KTk%N p  
    e@L'H)w,  
    结论： T.HI $(d  
    mB#`{|1[  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 [6 !/  
    5RTAM  
    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。 o"v> BhpC  
    D|Z,eench  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ;2}0Hr'|  
    QQ：2284816954 备注：光学     +iwNM+K/gQ  
     
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