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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 d+:pZ  
     #1` lJ  
    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。 Lr`G. e  
     Ax;i;<md  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 3a]Omuu|=  
     ax+P) yz  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 V9i[ dF  
    $X:r&7t+Q[  
    相关案例：100.01,101.01 h$y0>eMWs  
     YF<;s^&@u  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ,~,{$\p   
     J+6bp0RIh  
    建模任务： 2OJ=Xb1  
     7IH^5r  
    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。 8'X:}O/  
     A~UDtXN*4  
    h,C?%H+/0Q  
    优化目标： <[mvfw  
    %4rPkPAtrp  
    —TE模偏振光的透过率最大化 n9Xssl0  
     v"dj%75O?e  
    —TM模偏振光的透过率最小化 92HxZ*t7km  
     _~b$6Nf!83  
    优化函数： 27!9LU  
     j4G?=oDb  
    —最小化TE的透过率 *q.qO )X}3  
     m;"i4!  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） d,9YrwbD  
    QjlwT2o'  
     fhZD#D  
       1"Z61gXrz  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 f}1R,N_fC  
    V=,VOw4  
     9e|]H+y  
    ekj@;6 d]  
    优化的自由变量为： ^SouA[  
    .(8sa8{N  
    —缝宽：10—190mm m pWmExQ  
     pkR+H|  
    —光栅深度：20—200nm *[eh0$  
     naT;K0T=  
    优化算法： bQ" w%!  
     <"" fJ`7  
    —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。 Uxq9H  
    —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。 !?7c2QRN  
     _lE0_X|d  
    光路流程图和偏振分析器： 7EKQE>xj  
     /Af:{|'$%  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 .WR+)^&zz  
     >6(91J  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 [o=v"s't)  
    A:3:Cr  
    Parameter Run 的全局搜索： '}D$"2I*  
     uZ-yu|1  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Zw[A1!T,  
     D:gskK+o6M  
    Parameter Run 设置 4ISZyO=  
     C>vp oCA  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ]oN:MS4r  
     *k(>Qsb "  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； nSL x1Q  
     X~O2!F  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 xYJ|G=h&A  
     /OpVr15  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 DJv;ed%x  
     =jX'FNv#  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 .I@jt?6X  
    优化函数依据迭代次数进行显示： g $\Z-!(  
    75t\= 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。 YJlpP0;++  
     :n:Gr?  
    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。 (bIg6_U7\  
     "YUyM5X  
    参数构成： /=zzym~<>  
     4wZ{Z 2w  
    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%； ^&'&Y>  
    \k{UqU+s  
      
    s:j"8ZH  
    局部参数优化： `JGV3nN  
    38wt=0br  
    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。 h]rF2 B  
    )19As8rL/o  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； cC.=,n  
    btC 0w^5  
    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。 rRN7H L+b  
    K; 7o+Xr  
    Mt@P}4   
    u; xl}  
    参数定义： Kp +Lk  
    (GVH#}uB  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 .:KZ8'g3}  
    edh?I1/  
    缝宽10—190nm权重1e20 ,r{[lD^  
    l:O6`2Z  
    优化函数定义： 8KioL{h  
    zDbjWd  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） $'I+] ;  
    x(/KHpSWK  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Yq;|Me{h  
    'E2\e!U/  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ,O@x v  
    /YbyMj*  
    ]&za^%q0&  
    选择下山简法进行局部优化。 l[EnFbD6  
    <MhjvHg  
    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。 JJHr<|K  
    #"^F:: b-  
       TO.71x|  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。  5:mS~  
    VtX9}<Ch~  
    优化过的参数为： &u62@ug#}  
    _~aFzM  
    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% 1]HEwTT/1_  
    2\flTO2Ny  
    结论：  >:whNp  
    Yx21~:9}  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ""[(e0oA  
    3s iWq9 .  
    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。 X|'EyZ  
    ,6,sz]3-  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Y}_J@&:  
    QQ：2284816954 备注：光学     C WJGr:}&  
     
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