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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 [*Wq6n  
     }qRYXjS  
    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。 6l<q  
     {O[a +r.n  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ,_D`0B6o  
     [YLaR r  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ,aU_bve  
    3t)07(x_B  
    相关案例：100.01,101.01 eE '\h  
     ^/U-(4O05*  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 b[%sKl  
     @/g%l1$`  
    建模任务： amK"Z<V F  
     ] K3^0S/  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 jA?A)YNQb  
     c=0S]_  
    @Xts}(L  
    优化目标： 7LbBS:@3z_  
    .i) H1sD  
    —TE模偏振光的透过率最大化 BRLrD/8Le  
     ZBUEg7c  
    —TM模偏振光的透过率最小化 S-NKT(H)c  
     5B< em  
    优化函数： m0DD|7}+  
     b3N1SC:Wn  
    —最小化TE的透过率 kI<;rP1S|  
     d="Oge8  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） -~n^?0  
    dDK4I3a  
     1RgtZp%  
       ["TUSf]  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 l 8qCg/ew  
    d"`/P?n x  
     t6(LO9Qc  
    !<BJg3  
    优化的自由变量为： Z?ZiK1) K  
    P/6$ T2k_  
    —缝宽：10—190mm *-'u(o  
     NCR 4n_  
    —光栅深度：20—200nm '#LbIv4  
     ZfsM($|a  
    优化算法： z~fZg6  
     #bc$[%_  
    —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。 C-O~Oil  
    —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。 6Lj=%&  
     O< [h  
    光路流程图和偏振分析器： xMsSZ{j%5  
     }-4@EC>  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Xo[j*<=0  
     8S/SXyS  
    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。 #[Z ToE4  
    +}1h  
    Parameter Run 的全局搜索： w*#B_6bG  
     {,xI|u2R  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 tQ~vLPi$  
     9j<qi\SSI  
    Parameter Run 设置 qw?#~"Ca.  
     $ 1lI6 = ,  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； M~/7thP{  
     qV]p\/a.  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； f4[fXP;A  
     XK#~w:/fB  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 <5@VFRjc  
     fz>3  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 K!~j}z*  
     )c*NS7D~f  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 |p_\pa1&  
    优化函数依据迭代次数进行显示： $mgamWNE8w  
    |y%pJdPk=  
    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。 4f~ c# 0?  
     v\lhbpk  
    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。 ={g.Fn(_  
     _UP =zW  
    参数构成： 0SS,fs<w3  
     9d kuvk}:  
    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%； =f~8"j  
    qe^d6  
      
    AUk-[i  
    局部参数优化： A$ 2AYQ  
    D@W[Nd5MJ  
    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。 |)5xmN]  
    pzr\<U`  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ~t=73 fwB  
    =:fN  
    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。 dlv1liSXL5  
    fl@=h[g#t  
    }^Ymg7wA  
    mM#[XKOC<  
    参数定义： W0-KFo.'  
    E^s<5BC;  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 , B90r7K:  
    |-)2 D=P  
    缝宽10—190nm权重1e20 CU`yi.)T{  
    mv,p*0  
    优化函数定义： vQH 6CB"  
    FH3^@@Y%  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） qX9x#92  
    ]S0tK  
    ——偏振对比度大于50（全波段） g$/C-j4A[  
    {u}d`%_.M  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 PP*',D3  
    ^QG;:.3v  
    XfZ^,' z  
    选择下山简法进行局部优化。 OK] _.v}  
    3a Y^6&  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 #jqcUno  
    'G)UIjl  
       F=g +R~F  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 pLiGky  
    0PP5qeqN2n  
    优化过的参数为： F[@M?  
    D$?}M>  
    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% DS| HN  
    vk><S|[n  
    结论： dy' J~Eo7  
    >OxSrc@A  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 w}rsboU  
    xg.o7-^M  
    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。 ']&rPv kL  
    x=I|O;"><  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 `b:yW.#w3l  
    QQ：2284816954 备注：光学     h uIvXl  
     
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