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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 hw$c@:pW;  
     #}dVaXY)  
    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。 ]<gCq/V#  
     V<4+g/  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 HhmVV"g  
     _AYC|R|  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 eJw="  
    uxyTu2L7  
    相关案例：100.01,101.01 liqR#<  
     [Cj}nld   
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 *xg`Kwl5Kl  
     |90 +)/$4  
    建模任务： {Y91vXTz7  
     JhCkkw  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 &3Z. #*  
     H:-A; f!Z  
    (\t_Hs::a  
    优化目标： sD8 m<   
    yW^IN8fm  
    —TE模偏振光的透过率最大化 dAr)%RZ  
     =HY1l}\  
    —TM模偏振光的透过率最小化 [W$Z60?RR  
     1@^Ek8C  
    优化函数： c5E#QV0&v~  
     $i:||L^8p  
    —最小化TE的透过率 +Y)#yGUn  
     /J.\p/%\  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） EeJqszmH  
    `{U%[$<[W  
     =+`j?1  
       K- I\P6R`  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 LxlbD#<V  
    b"nG-0JR  
     .S!>9X,  
    Pc)VK>.fc  
    优化的自由变量为： 8b:clvh  
    >u5g?yzw  
    —缝宽：10—190mm 0UGiPH,()  
     :%#r.p"6x  
    —光栅深度：20—200nm AL]h|)6QpC  
     )!k_Gb`#X  
    优化算法： a1G9wC:e  
     nFe` <Al$N  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 E-sSRt  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 ~J1;tZS  
     cRh\USS  
    光路流程图和偏振分析器： 8jggc#.  
     H+VO.s.a  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 2K]IlsMO&  
     ^+*GbY$'  
    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。 wKk 3)@il  
    kz0I2!bt  
    Parameter Run 的全局搜索： ^p 2.UW  
     jQ_dw\ {0  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 O xT}I  
     OG`|td  
    Parameter Run 设置 #9D/jYK1X  
     "[*S?QO(L  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； u3Usq=Ij{  
     "mPSA Z  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； w dGpt_  
     '7Mep ]  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 7deAr$?Wx  
     7`IUMYl#~  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 C}mYt/  
     X-kXg)!Bg  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 qGnPnQc  
    优化函数依据迭代次数进行显示： [x!i* rW3  
    g.I(WJX0  
    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。 ]By0Xifew  
     i}PK $sa#c  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 @up&q  
     ]?0{(\  
    参数构成： *A?8F"6>  
     +`;+RDKY*  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； |XKOXa3.  
    :7p9t.R<$h  
      
    x37/cu  
    局部参数优化： 7hB#x]oQo  
    #V.ZdLo(  
    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。 lSH ZV Fd  
    {TyCj?3B  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ;asm 0H(  
    z,pNb%*O  
    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。 R'6@n#:  
    EXA^!/)  
    )@}A r  
    TC qkm^xv  
    参数定义： 7:n?PN(p6a  
    In f9wq\  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ,*/Pg 52?  
    7MY)\aH  
    缝宽10—190nm权重1e20 ,{k<JA {  
    i=oTg  
    优化函数定义： \V]t!mZ-}l  
    gaQ[3g  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） O\6vVM[  
    A-Mj|V  
    ——偏振对比度大于50（全波段） B@ -|b  
    ?4^} ;wDb2  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 N99[.mErU  
    0|g[o:;fl_  
    :'Zx{F`  
    选择下山简法进行局部优化。 {'NBp0i  
    mge#YV::  
    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。 WFouoXlG0  
    HLVQ7  
       '|Qd0,Z  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Qh*)pt]n  
    (~h7rAEc  
    优化过的参数为： dUIqDl  
    !X-9Ms}(d  
    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% $; ?c?n+  
     KyTuF   
    结论： ".gNeY6)x  
    KYp[Gs  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 nE_Cuc>K\  
    Hb+X}7c$  
    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。 le.anJAr  
    a0PE^U  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Oukd_Ryf   
    QQ：2284816954 备注：光学     /0(%(2jIWl  
     
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