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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 LJiMtqg  
     xJ3#k;  
    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。 $0 l i"+  
     /M#A[tZ3  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 0VbZBLe  
     YF;8il{p  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 \Lc pl-;?  
    >Z3}WMgBN  
    相关案例：100.01,101.01 uM\~*@   
     w3& F e=c  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 `@ `CZg  
     Mpj3<vj   
    建模任务： ['c:n?  
     |e9}G,1  
    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。 Yd,*LYd2EL  
     ML R3 A s  
    nc31X  
    优化目标： ,mRN;|N  
    P2oR C3~  
    —TE模偏振光的透过率最大化 x3vz4m[  
     CSD8?k]2  
    —TM模偏振光的透过率最小化 R~tv?hP  
     $zdJ\UX  
    优化函数： r)b`3=  
     ZSbD4 |_  
    —最小化TE的透过率 2L,e\]2Z  
     vI+PL(T@  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Q0r_+0[7j  
    l&C%oW  
     }R>g(q=N  
       1di?@F2f  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 1LE8,Gm&  
    p%G\5.GcJL  
     51rM6 BT  
    GWhb@K  
    优化的自由变量为： Fc nR}TE  
    31_5k./  
    —缝宽：10—190mm XjX<?W  
     #<?j784  
    —光栅深度：20—200nm s{CSU3vYmi  
     S>'wb{jj!  
    优化算法： ;`xu)08a  
     lh5k@\X  
    —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。 lI D5mg3 1  
    —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。 ` "9Y.KU  
     xR%CS`0R  
    光路流程图和偏振分析器： ."H5.'  
     3FS:]|oC  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Mk^o*L{ H  
     9,9( mbWJv  
    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。 *M8 4Dry`y  
    #S1)n[  
    Parameter Run 的全局搜索： k1%Ek#5  
     ZLO _5#<  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Oo#wPT;1^(  
     eR3!P8t  
    Parameter Run 设置 Ds-%\@p  
     ah}aL7dgO  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 5v?6J#]2  
     *rqih_j0  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； [y:6vC   
     n'R 8nn6^  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 5:AAqMa  
     #ocT4  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ,@2O_O`:  
     cW3;5  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 TX 12$p\  
    优化函数依据迭代次数进行显示： QXF>xZ~  
    ebQYk$@  
    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。 v[~ U*#i  
     I]} MK?  
    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。 D@0eYX4s  
     ]zD/W%c  
    参数构成： sSvQatwS  
     6vmkDL8{A8  
    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(&ZNZK  
    O[-wm;_(=*  
      
    2Ejs{KUj  
    局部参数优化： &\5T`|~)!  
    M>'-P  
    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。 [y'jz~9c  
    kWr*+3Xq  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； []u!piW  
    C~:aol i;  
    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。 BV7GzJ2([{  
    V&qXsyg  
    lM?P8#3  
    u(d>R5}'  
    参数定义： ;B tRDKn  
    gBrIqM i5  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 %Uuhi&PA-l  
    jd~r~.y  
    缝宽10—190nm权重1e20 w8>p[F5`O  
    .'SM|r$  
    优化函数定义： & 8e~<  
    m,8A2;&,8  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） \ar.(J  
    & {B,m%G  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ]1gt|M^  
     #p\sw  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ,A_itRHH  
    _{-GR-  
      }/M ~  
    选择下山简法进行局部优化。 7 +?  
    )LnHm  
    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。 II),m8G  
    ?2Bp^3ytJ  
       )M}bc1 _  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 cITQ,ah  
    LkJ3 :3O  
    优化过的参数为： !a?o9<V  
    As78yfK  
    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% -6Cxz./#yS  
    5$N4< Lo7  
    结论： -O-_F6p'D  
    {T=I~#LjMI  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 lHZf'P_Wx  
     V18w  
    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。 tt#M4n@  
    T w/CJg  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ()XL}~I{!A  
    QQ：2284816954 备注：光学     UPLr[ >Q#  
     
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