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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 :$|HNeDO  
     1;8UC;,  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 q=m'^ ,gPS  
     G]tn i  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 8)3*6+D  
     "5!oi]@>(  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 |\t-g" ~sN  
    *?>T,gx}  
    相关案例：100.01,101.01 CL;}IBd a  
     J#(LlCs?@c  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 t+ G#{n  
     mb3"U"ohs  
    建模任务： c )g\/  
     ) 7@ `ut  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 *W1dG#Np}  
     l0 m-$/  
    D|p9qe5%  
    优化目标： I)[DTCJ~  
    (@VMH !3  
    —TE模偏振光的透过率最大化 +Q)XH>jh   
     ,HV(l+k {|  
    —TM模偏振光的透过率最小化 vX"*4m>b?+  
     n\'4  
    优化函数： ] vsz, 0  
     At>DjKx]O  
    —最小化TE的透过率 [5b--O  
     xml7Uarc  
    —最小化偏振度（要求＞50:1）  . iI  
    ]^7@}Ce_  
     9>/4W.  
        `25yE/  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 w3_>VIZJl  
    3M7/?TMw{6  
     iy!=6  
    itP,\k7>d  
    优化的自由变量为： lNh70G8^p  
     'KL0@l  
    —缝宽：10—190mm !;{7-~  
     C2I_%nU Z1  
    —光栅深度：20—200nm j2[+z tG  
     ie95rZp  
    优化算法： p27~>xQ  
     ZJJY8k `  
    —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。 `UaD6Mc<Mz  
    —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。 f~R(D0@  
     8/cX]J  
    光路流程图和偏振分析器： ^ VyKd  
     exUFS5d  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 [ l??A3G  
     lb3b m)@:  
    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。 MJO-q $)c  
    @b%=H/5\  
    Parameter Run 的全局搜索： /C:gKy4  
     yx[/|nZDC4  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 |syR6(U}  
     vn8aFA  
    Parameter Run 设置 U '_Q>k  
     Pmx -8w  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； }R2u@%n{  
     V2EUW!gn 2  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； b_taC^-l  
     iWkWR"ys y  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 \*?~Yj #  
     _;y9$"A  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 VCkq"f7c w  
     `$ 9x1dx  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 khxnlry  
    优化函数依据迭代次数进行显示： &6!)jIWJ  
    *N<]Xy @  
    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。 g:@#@1rB6  
     (5YM?QAd  
    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。 sl l\g  
     %[TR^Th6  
    参数构成： 5C ]x!>kX  
     ;[DU%f  
    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 [_+CD  
    "&u@d~`-n  
      
    ]%H`_8<gc  
    局部参数优化： cuI TY^6  
    KV *#T20T  
    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。 =UQ3HQD  
    C< tl/NC  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； + &Eqk  
    gr2U6gi  
    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。 Zu[su>\  
    DyQy^G'%l  
    \M^bD4';>  
    Lk8ek}o'  
    参数定义： (L&d!$,Dv  
    q|(HsLs  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 H7n>Vx:L-  
    ;)*eo_tQ  
    缝宽10—190nm权重1e20 rb.N~  
    1))8 A@,  
    优化函数定义： gwMNYMI  
    6 H$FhJF  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） S,UDezxg  
    "!^"[mX4  
    ——偏振对比度大于50（全波段） I\ob7X'Xu!  
    kDxFloK  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 g) jYFfGfH  
    Svmy(w~m  
    99QU3c<.  
    选择下山简法进行局部优化。 U5de@Y  
    /J;Kn]5e  
    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。 8l`*]1.W<  
    (\x]YMLH  
        qX{+oy5  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 VI86KJu  
    sO@Tf\d  
    优化过的参数为： xb8!B  
    NBGH_6DROw  
    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% W'TZ%K) I  
    kxv1Hn"`{E  
    结论： }|=|s f  
    |CyE5i0  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 sPIn|d  
    rey!{3U  
    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。 evmeqQG=  
    > ~O.@|  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 1yhDrpm  
    QQ：2284816954 备注：光学     <LiPEo.R  
     
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