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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 BS;rit:  
     CEc& G  
    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。 Bh:AY@k  
     l"}W $3]u$  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 b;]'Bo0K  
     .!KlN%As  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 }E]`ly<Z  
    reM%GU  
    相关案例：100.01,101.01 Y((z9-`  
     DG8$zl5  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 UL; d H  
     fdho`juFa  
    建模任务： &|%z!x6f  
     zF;}b3oIo  
    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。 y 97QqQ^  
     Z@ h<xo*r  
    v 8{oXzyy  
    优化目标： )jR:\fe  
    TnL%_!V!  
    —TE模偏振光的透过率最大化 $MKx\qx}  
     s.1(- "DU  
    —TM模偏振光的透过率最小化 AbZ:AJ(  
     tFwQ /  
    优化函数： H b]    
     $msT,$NJ  
    —最小化TE的透过率 rMe` HM@  
     `!qWHm6I*  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） uz>s2I}B  
    |1g2\5Re  
     ~S|Vd  
       GuM-H $,  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 L$ ]D&f8:  
    /Ia=/Jj7N  
     @ )<uQ S  
    s]L`&fY]O  
    优化的自由变量为： =!U{vT  
    5y=X?hF~)  
    —缝宽：10—190mm TUy*wp9  
     lxbbyy25  
    —光栅深度：20—200nm sN-5vYfC*  
     {zbH.V[  
    优化算法： cJ!wZT`  
     LrF'Hd=O  
    —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。 VxjHB?)  
    —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。 S wC,=S  
     En5Bsz !  
    光路流程图和偏振分析器： L2{tof  
     Mk@_uPm  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 1(q!.lPc  
     e{=7,DRH<  
    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。 4LBjqv,P  
    ywq{9)vq  
    Parameter Run 的全局搜索： `E!t,*(*E  
     r+m8#uR  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 S_?}H  
     ,e.y4 vnU  
    Parameter Run 设置 Oq+C<}eg  
     |8+<qgQ  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 'QCvN b6  
     yc%AkhX*  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Kwh3SU=L}  
     /DbwqBx  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 >kC@7h5)  
     -.^Mt.)  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 R#1m_6I  
     .WyI.Y1  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 t$\]6RU  
    优化函数依据迭代次数进行显示： s<<vHzm  
    Ij=hmTl{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。 HkEp}R  
     %A82{  
    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。 BAm{Gb  
     {\]SvoJnJ  
    参数构成： ~0/=5 dC  
     %#7M~RB[  
    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%；  .':SD{  
    rzqCQZHL5  
      
    -MB ,]m  
    局部参数优化： v+Mt/8  
    +pf 7  
    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。 {tWfLfzU  
    w'L;`k;Q  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； )}paQmy#  
    *l7 ojv  
    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。 i&_sbQ^  
    Q8\Ks|u]  
    &m Y<e4  
    M.|hnGX N  
    参数定义： |W#^L`!G  
    \;P Bx &  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 apw8wL2  
    ENqJ9%sk7  
    缝宽10—190nm权重1e20 1%1-j  
    F'SOl*v(s5  
    优化函数定义： eQ C`e#%  
    ={zYcVI  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） *RuUf  
    [k1N`K(M  
    ——偏振对比度大于50（全波段） N k^#Sa?  
    56TUh_  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Dm4\Rld{  
    JY>]u*=  
    \J1Jn~  
    选择下山简法进行局部优化。 OM, uR3,  
    M%$zor  
    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。 :k(aH Ua  
    RQe#X6'h  
       M ?F({#]  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 "J[Crm  
    `D?vmSQ  
    优化过的参数为： Qz/=+A/4  
    \ u5%+GA-:  
    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% '9^x"U9c  
    Dk[[f<H_{  
    结论： OF DPtJwV  
    q l8CgL  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 >nTGvLOq  
    E@[`y:P  
    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:?1fvVR  
    ,T1 t`  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 %X#Wc:b  
    QQ：2284816954 备注：光学     e#16,a-}o  
     
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