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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 I)s_f5'  
     =p"ma83  
    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。 =N8_S$nx(  
     cc:$$_'L  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 &%;n 9K  
     FSAX , Y  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 WiZTE(NM`  
    u6Wan*I?  
    相关案例：100.01,101.01 >,h{`  
     >d *`K  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 %5DM ew  
     3,X8 5`v^  
    建模任务： ezCJq`b  
     BW}M/  
    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。 >(wQx05^D  
     Yyr9Kj:  
    +8x_f0 <  
    优化目标： :Fu7T1  
    VX>j2Z'  
    —TE模偏振光的透过率最大化 {K6Z.-.`  
     wf &Jd:)4t  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ~fb#/%SV  
     \nPf\6;M  
    优化函数： KfYU.Q  
     V*5v JF0j  
    —最小化TE的透过率 2|d^#8)ZC  
     <lWj-+m  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） O`"~AY&  
    F|qMo|  
     X1o^MMpz(F  
       |WEl5bNc3  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 G%;>_E  
    LHXR7Fjc  
     =QbOvIq  
    f1+  
    优化的自由变量为： `]]<.>R  
    k?TZY|_  
    —缝宽：10—190mm x[Hx.G}5+  
     FfrC/"N  
    —光栅深度：20—200nm &v t)7[  
     /3K)$Er  
    优化算法： 6M_:D  
     :z&kbG  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 P}UxA!  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 G &NK  
     %7P]:G+Y\  
    光路流程图和偏振分析器： |+::sL\r  
     UZrEFpi  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 *Egg*2P;"Q  
     s }OL)rW=}  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 -,T!/E  
    wet[f{c  
    Parameter Run 的全局搜索： g,!.`[e'ex  
     iLNUydiS  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 1[u{y{9 q  
     doHE]gC2Uz  
    Parameter Run 设置 sxph#E%  
     =~Qg(=U0U  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 2[uFAgf@  
      C=@4U}  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 3S]Q IZ1  
     1iLo$  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 =b>TFB=*N  
     8Q$WwiS  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 3nc\6v%  
     <!XunXh  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 "aCB}  
    优化函数依据迭代次数进行显示： !rAH@y.l  
    o{fYoBgr  
    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。 6SH0 y  
     ?%qaoxG37  
    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。 IF5-@hag,  
     8IQ}%|lN  
    参数构成： ,>7dIJqzw  
     :q*w_*w  
    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%； `PL}8ydZ  
    ~ZSX84~@u  
      
     Fpn*]x  
    局部参数优化： 8 b~  
    OG?7( UJ  
    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。 w9VwZow  
    ^Cp2#d*  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； aF+Lam(  
    B= ~y(Mb  
    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。 0E!-G= v  
    M'<% d[  
    > !s<JKhI  
    tzGQo5\  
    参数定义： KB|mtsi  
    XX%K_p`&Z  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 hk:>*B}  
    gDLS)4^w  
    缝宽10—190nm权重1e20 ^@RvCJ+  
    @0 P4pt;(  
    优化函数定义： ox&? `DO  
    9?O8j1F  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） G"J nQ  
    @W/k}<07  
    ——偏振对比度大于50（全波段） cl `Wl/Q#  
    ou~$XZ7oi  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 eT3!"+p-F  
    gggD "alDx  
    .x,y[/[[)  
    选择下山简法进行局部优化。 I AwS39B  
    4jTO:aPh_  
    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。 W-#DEU 7_  
    6A]I" E]5  
       [O&}Qk  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 B t}90#  
    XK3O,XM  
    优化过的参数为： &T0]tzk*,  
    NWFh<  
    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% v9Ii8{ca|  
    6[ 3 K@  
    结论： lqmQQ*Z  
    2DFsMT>X  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 xCXsyZ2h  
    '#3FEo  
    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。 "X2'k@s`  
    b:hta\%/2  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 7AT8QC`u  
    QQ：2284816954 备注：光学     lCp6UkE  
     
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