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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 om oD +  
     'c/S$_r  
    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。 pNnZ-R|u  
     $a#-d;  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 2L(\-]%f  
     t9eEcq Mg  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 sS{!z@\Lf  
    SNOML7pd  
    相关案例：100.01,101.01 }.k*4Vw#Wt  
     =n ff;Xu  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Dbg,|UH  
     dMw}4c3E  
    建模任务： I83 _x|$FZ  
     `UD,ne  
    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。 aN?^vW<  
     `8lS)R!  
    H3 >49;`  
    优化目标：  NIh?2w"\  
    }bZb8hiG  
    —TE模偏振光的透过率最大化 RRUv_sff  
     :*I=' M9B  
    —TM模偏振光的透过率最小化 PpLuN12H  
     oJ.5! Kg  
    优化函数： ua!43Bp  
      SH6+'7  
    —最小化TE的透过率 G0Y]-*1  
     =/e$Rp  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） `lcQ Yd<,4  
    9<Ks2W.N  
     Qf($F,)K  
       p#0L@!,  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 85:KlBe%+  
    "t)$4gERK  
     AL{iQxQ6  
    :|%1i>O  
    优化的自由变量为： \C<'2KZR,  
    {YK7';_E*  
    —缝宽：10—190mm ><xJQeW  
     j8)rz  
    —光栅深度：20—200nm Mc~L%5  
     $1y8X K7r  
    优化算法： -&EU#Wqh  
     ,L=lg,lH^  
    —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。 43,baeG  
    —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。 WX* uhR  
     ]@!3os,CNF  
    光路流程图和偏振分析器： / ?'FSWDU  
     ntQW+!s;P  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Bn{i+8I  
     * hmoi  
    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。 YSbe Cyv  
    _<%YLv  
    Parameter Run 的全局搜索： watTV\b  
     88KQ) NU  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 12@Ge]  
     ^'p!#\T;H  
    Parameter Run 设置 K5HzA1^  
     SUDvKP  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； &NX7  
     39~te%;C7  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； to;^'#B  
     O7oq1JI]Y  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 mwutv8?  
     UPy 4ST  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 7Ue&y8Yf  
     M(1cf(<+  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 &2nICAN[  
    优化函数依据迭代次数进行显示： >8|V[-H  
    cB)tf S4)  
    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。 M8R/a[ -A  
     \]0#jI/:  
    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。 8 ,W*)Q  
     TBZhL  
    参数构成： 7 lSR  
     m.FN ttkM  
    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;I( w [@P  
    #^tnRfS"  
      
    `>GXJ~:D["  
    局部参数优化： @~}~;}0x  
    >a bp se  
    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。 .X5A7 m  
    FX!Qd&kl1  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； BOD!0CR5  
    {55f{5y3 c  
    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。 m%nRHT0KAf  
    6~l+wu<$  
    6tGF  
    ,/qY 9eh  
    参数定义： 2FY]o~@  
    \]g51U!'  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 r$<M*z5q(\  
    Gx*B(t]4y  
    缝宽10—190nm权重1e20 _U9.u#>sV  
    $rJgBN   
    优化函数定义： A-, hm=?  
    hj\A-Yf  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） [{>3"XJ'  
    KAi_+/]K_  
    ——偏振对比度大于50（全波段） @yj~5Gf(j  
    gtIEpYN+  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 5LZs_%#  
    E.*gKfL  
    $3g M P+  
    选择下山简法进行局部优化。 "YAnGGx)LZ  
    ?M^qSo=/~  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 fCZ"0P3(  
    ~~O4!|t  
       h/2@4XKj  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 =:t<!dp  
    I%($,kd}s  
    优化过的参数为： a|(|!=  
    <9\Lv]ng  
    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% Vvp{y  
    hUX8j9N>  
    结论： C$$Zwgy  
    S<jiy<|`  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 *^RoI  
    =A~5?J=  
    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。 ;mg.} fI  
    4`Zo Ar-5|  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 n]7rHV}G  
    QQ：2284816954 备注：光学     76] Z~^Y  
     
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