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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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    光币
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    光券
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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 [4bE"u  
     kEAF1RP:  
    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。 wL]#]DiE  
     6@47%%,}  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 |/8!P Km  
     |=~mRqG  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 cD!E.2[  
    PA*k |  
    相关案例：100.01,101.01 t;PG  
     Pk(%=P ,  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 pV\> ?  
     .!lLj1?p  
    建模任务： 73]t5=D:  
      5 b,|6  
    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。 ]mNsG0r6  
     L})*ck  
    =(P$P  
    优化目标： /F|VYl^_  
    nra)t|m  
    —TE模偏振光的透过率最大化 |yp^T  
     L\bc R  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ;l0%yg/}  
     " ;T a8  
    优化函数：  4m=0e  
     FzCXA=m  
    —最小化TE的透过率 jA~omX2A  
     r~oUln<[  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） M$>Nd6,@N  
    '^7UcgugB  
     W >}T$a}\  
       }vgM$o  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 xb9^WvV  
    {-]K!tWda  
     saQo]6#  
    aM#xy6:XG  
    优化的自由变量为： R3piI&u  
    Buq(L6P9r  
    —缝宽：10—190mm lZ2g CZ  
     b KDD29  
    —光栅深度：20—200nm n+<  
     kJNg>SN*@#  
    优化算法： `fJ;4$4  
     xdaq` ^Bbt  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 =JP Y{'VO  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 5 I#-h<SG  
     '0_W< lGB  
    光路流程图和偏振分析器： Zn Rj}y  
     Ky8,HdAq  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 )S`Yl;oL  
     Rp:I&f$Hk/  
    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。 nG?Z* n  
     Yy`A0v  
    Parameter Run 的全局搜索： OS>%pgv  
     o"P)(;  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 IeA/<'U s  
     V,[[# a)y  
    Parameter Run 设置 "qZTgCOY2  
     7`)RB hGB  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； xH,e$t#@@~  
     loBW#>  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； > hGB o  
     I)r6*|mz  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 %X%f0J  
     }"%mP 4]&  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 gF2 93Ez  
     d#ab"&$bv  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 [x`),3qD  
    优化函数依据迭代次数进行显示： opzlh@R 3  
    ^AZv4H*~  
    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。 h:FN&E c}  
     3Y +;8ld  
    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。 sE{5&aCSR  
     LUpkO  
    参数构成： 'r-B%D=  
     ! z5c+JqN  
    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%； P~x4h{~Gd  
    .;,,{ ;  
      
    DM\pi9<m  
    局部参数优化： :qShP3^  
    Ex L7 ]3r  
    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。 dEX67rUj;  
    w=ufJR j  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； >,)U4 6  
    20Jlf?  
    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>\v<!%a  
    j!0-3YKv  
    #0^a-47PA<  
    ew c:-2Y^  
    参数定义： +I:/8,&-x  
    AnZy o a  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 z$/s` |]  
    J~ *>pp#U  
    缝宽10—190nm权重1e20 {8%KO1xB  
    Gu2=+?i?h  
    优化函数定义： U` )d `4"  
    R-4#y%k<  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） n-dC!t   
    `:0Auw9h  
    ——偏振对比度大于50（全波段） lx ~C{tl2  
    AmCymT3P*e  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 wjOJn]  
    DoICf1  
    QV#HN"F/K  
    选择下山简法进行局部优化。 $HRl:KDdP~  
    yU~w Zjw  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 e_S,N0  
    E429<LQI/  
       #B_H/9f(  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 7Fzr\&  
    mMCd   
    优化过的参数为： {t]8#[lo  
    >Wd_?NaI  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% 5+(Cp3  
    {aU|BdATI  
    结论： - Sn]`  
    >I+p;V$@  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 'Awd:Aed5  
    QUz4 Kt  
    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。 _ZK*p+u%  
    n6 c+Okj  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 wkJ@#jD*[  
    QQ：2284816954 备注：光学     .[?2_e#9%  
     
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