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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 {`RCh]W  
     f/"? (7F  
    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。 SZ$~zT;c  
     |q+3X)Y  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 UdGa#rcNW  
     9):h %o  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 b*5Yy/U  
    Y\7WCaSgi  
    相关案例：100.01,101.01 py-5 :g}d  
     ^9_4#Ep(  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 B}?$kp  
     |.]g&m)y^h  
    建模任务： Fu%D2%V$/  
     ]h3{M Tr/  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 [B_(,/?  
     %DQ!#Nl*  
    ]K<mkUpY  
    优化目标： e&k=fV  
    UngK9uB~  
    —TE模偏振光的透过率最大化 cXDG(.!n7B  
     7 'B9z/  
    —TM模偏振光的透过率最小化 I d}@  
     paYvYK-K?  
    优化函数： 9JtPP  
     ^2f2g>9j_C  
    —最小化TE的透过率 h 0c&}kM  
     O!3`^_.  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） cedH#;V!j  
    H_&z- g`  
     z~0f[As.  
       A5q%yt I  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 n&fV^ x  
    y%Wbm&h  
     ^`f( Pg!  
    >XU93 )CX  
    优化的自由变量为： R![)B97^  
    \0bZ1"  
    —缝宽：10—190mm  XKEbK\  
     :/6gGU>pu  
    —光栅深度：20—200nm <&87aDYz  
     S!{Kn ;@  
    优化算法： }DzN-g<K  
     \CKf/:"  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 'i7!"Y6>  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 >=!$(JgX  
     ATq-&1hs  
    光路流程图和偏振分析器： MoP,a9p  
     \*x=q20  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 qE)G;Y<,1  
     w@Gk#  
    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。 1 z5\>F  
    +ug[TV   
    Parameter Run 的全局搜索： lk. ;  
     ?:1)=I<A4  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 r\f|r$i  
     K" U!SWv  
    Parameter Run 设置 %. -nZC  
     `<x|< ey  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； sXmo.{Ayb  
     ?ybX &V  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； jy2@t*  
     g"&e*fF  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 r1!]<=&\  
     eVx &S a  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 9e xHR&>{  
     c-, 6k  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 VtJy0OGcRP  
    优化函数依据迭代次数进行显示： lS:R##  
    c(y~,hN&p  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 7h3JH  
     uY5Gn.Y  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 FII>6c  
     0XNj! ^&  
    参数构成： .Iret :  
     ~jqh&u$(  
    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%； ^M Zdht   
    +^6v%z  
      
    m#oZu {  
    局部参数优化： jt/ |u=  
    389puDjy  
    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。 J&IFn/JK$  
    QhHexr6  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 4gNF;  
    t,8p}2,$  
    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。 A -dL_3  
    (n~ e2tZ/  
    ZoiCdXvTN  
    Y}C~&Ph  
    参数定义： 2 #+g4  
    Je6=N3)  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 gl4|D  
    >iCkvQ  
    缝宽10—190nm权重1e20 bh8IF,@a  
    U/JeEI%L  
    优化函数定义： uW,L<;HnQ  
    L/.$0@$bv  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） -pRyN]YD  
    B0:[3@P7  
    ——偏振对比度大于50（全波段） "lp),  
    mYudUn4Wo  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 g8{?;  
    ;5P>R[p  
    4^KoH eM6  
    选择下山简法进行局部优化。 hOX$|0i  
    jnK8 [och  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 M-2:$;D  
    oK GFDl]3  
       _cZ`7 ]Z  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 vYD>m~Qc^  
    COw]1 R  
    优化过的参数为： o%Lk6QA$  
    AUnRr+o  
    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% *XmOWV2Y_  
    ({cgak  
    结论： 3mIX9&/  
    TA}z3!-y*  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 2&W(@wT$  
    <%JRZYZ  
    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。 Qr;es,f  
    >NN|vj  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 >?,arER  
    QQ：2284816954 备注：光学     JlF0L%Rc  
     
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