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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 G"P@AOw  
     Q\.~cIw_AQ  
    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。 Cw7 07  
     -|;{/ s5  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 "D#+:ix8G|  
     {FRUB(68b  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Kn-cwz5  
    -7E)u  
    相关案例：100.01,101.01 q6DuLFatc*  
     d-/{@   
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 6;s.%W  
     50r3Kl0  
    建模任务： u^.7zL+  
     Qj;wk lq  
    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。 Fy:CG6@X  
     ROcI.tL  
    N$>.V7H&  
    优化目标： NG3!09eY  
    q.sErr[zc  
    —TE模偏振光的透过率最大化 /+^7lQo\]  
     eC`} oEz  
    —TM模偏振光的透过率最小化 BG ,ln(Vz  
     ; kPx@C   
    优化函数： %N5gQXg  
     4<%(Y-_sF  
    —最小化TE的透过率 }AfX0[!O  
     iF]G$@rbU  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Do1 Ip&X  
    a#3+PB #  
     &b :u~puM  
       @yc/1u $r  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ,U`:IP/L  
    h r@c7/L  
     [+ ,%T;d;  
    - Q3jK)1  
    优化的自由变量为： xvo""R/g8  
    \S #Mc  
    —缝宽：10—190mm yM* CA,(c  
     `)5,!QPQ7u  
    —光栅深度：20—200nm 2gP^+.  
     p;8I@~dh  
    优化算法： 9*fA:*T  
     wJ.?u]f@  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 \Af25Mcf:  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 +yC]f b  
     %[3?vX  
    光路流程图和偏振分析器： /G[2   
     `D *U@iJ  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 E2.@zY|:  
     Q\H1=8  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 ;MSdTHN"  
    ~|y$^qy?U  
    Parameter Run 的全局搜索： ,_SE!iL  
     GFA D  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 + t%[$"$  
     ".0~@W0  
    Parameter Run 设置 Ug}dw a  
     96a2G,c >V  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； H]]UsY`  
     6?B'3~ r  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； R1,.H92  
     %w9/ gD  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 &P2tzY'  
      3)D'Yx  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ^)i5.o\  
     K!AW8FnHkZ  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 @^q|C&j  
    优化函数依据迭代次数进行显示： *:r6E  
    JXT%@w>I  
    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。 RC[mpR ;2  
     :A,g:B  
    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。 yM_ta '^$  
     p?@R0]  
    参数构成： x6n(BMr  
     !UzMuGj  
    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%； QaVxP1V#U  
    ]t2zwHo#  
      
    ]TE(:]o7V  
    局部参数优化： 62-,!N 1-  
    zcqv0lM '  
    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。 wP|Amn+;  
    0fOx&"UAB  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； HQ187IwpTm  
    s (2/]f$  
    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。 1')_^]  
    8D H~~by  
    BB$(0mM^  
    E%.w6-  
    参数定义： rT#2'-f  
    uT Z#85L `  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 sY- ] Q  
    >$/<~j]  
    缝宽10—190nm权重1e20 LMGo8%2I  
    +VSq[P  
    优化函数定义： V/t/uNm  
    tyI !y~-z  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） #7*{ $v  
    g +RgDt9  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ',_E;(  
    6x.ZS'y  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 vC [uEx:  
    )'1rZb5  
    mm1fG4 *%  
    选择下山简法进行局部优化。 1(YEOZ  
    V7gv@<1<y  
    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。 DN X-\  
    7u=R5  
       |T; ]%<O3E  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 15l{gbCW  
    X]1Q# $b  
    优化过的参数为： RV_(T+  
    r3}Q1b&  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% \@8.BCWK  
    hI#1Ybl  
    结论： rlpbLOG`  
    <Pnz$nH:e  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 {CaTu5\  
    SDbR(oV  
    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。 [Yyb)Qf  
    \RF{ITV$kD  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Lu.C+zgQ  
    QQ：2284816954 备注：光学     O;6am++M@  
     
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