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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 [C~fBf5  
     g&Z"_7L~  
    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。 O97VdNT8  
     Dq|GQdZ>o  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 yGRR8F5>(  
     E\ tL   
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ^Fn%K].X  
    Hyf"iYv+  
    相关案例：100.01,101.01 '[%jjUU  
     d60c$?"]a(  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 nQ|GqU\oA  
     wXz\NGW  
    建模任务： |ribWCv0  
     S,XKW(5   
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 U4=]#=R~o  
     2bkJ /u`i  
    nkTYWw  
    优化目标： iZC>)&ax  
    F9%,MSt  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ~)_K"h.DY  
     }*h47t}  
    —TM模偏振光的透过率最小化 3+ e4e  
     _FT6]I0  
    优化函数： h 5Hr[E1  
     ea 2 `q  
    —最小化TE的透过率 04~}IbeJ  
     |88CBiu}  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） (nq^\ZdF  
    jKS!'?  
     W8y$ Ve8m  
       ndqckT@93  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 7H4L-J3  
    +^Fp&K+^  
     7N| AA^I  
    -A}zJBcR  
    优化的自由变量为： 7 I@";d8~  
    Yc|uD-y  
    —缝宽：10—190mm &f"T,4Oh  
     f\ 'T_  
    —光栅深度：20—200nm ~}K{e  
     _H8*ReFG  
    优化算法： S!`:E  
     )(lJT&e  
    —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。 Ia#"/`||  
    —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。 _W}(!TKO  
     XC2FF&B&  
    光路流程图和偏振分析器： fgmSgG"b  
     zSKKr?{  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 JYQ.EAsr!  
     >nK%^T  
    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。 Y[@0qc3UO  
    O>%$q8x@i  
    Parameter Run 的全局搜索： 9n"V\e_R  
     C B/r]+4  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 2QL?]Vo  
     +j.qZ8  
    Parameter Run 设置 t0.;nv@A0  
     e}e6r3faz  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； y6FKg)  
     _4v"")Xe  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 8ljuc5,J  
     <aXoB*Y  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 W~yLl%  
     zqf[Z3  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 !b63ik15O~  
     U <rI!!#9  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 8SZK:VE@  
    优化函数依据迭代次数进行显示： *QE"K2\5  
    {[P!$ /  
    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。 G|*G9nQ  
     qe%V#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。 -?z\5 z  
     nmg{%P  
    参数构成： |z*>ixK  
     >Nh`rkR2[  
    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%； WqQU@sA  
    Ha)np  
      
    lE'wfUb  
    局部参数优化： qnXTNs ?b  
    p/&HUQQk  
    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。 96}eR,  
    uY]0dyI  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； V^sc1ak1Q  
    i ?-Y  
    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。 0>FE%  
    'Wp @b678  
    ;MPKJS68@  
    kP^*h O!%  
    参数定义： w.^yP7:  
    OaaH$B  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 8wmQ4){  
    V;;#/$oU:4  
    缝宽10—190nm权重1e20 .&|L|q}  
    (O0byu}  
    优化函数定义： NzlAC  
    v2>Z^  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） M*`hDdS  
    8UM0vNk  
    ——偏振对比度大于50（全波段） #xp(B5  
    ~OCZz$qA  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ]0-<>  
    YPEnNt+  
    D/:3R ZF  
    选择下山简法进行局部优化。 T 1zi0fa'  
    6$RpV'xz  
    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。 taDQ65  
    :0I l|aB  
       Hi8Y6|y$D  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 C:j]43`  
    &*gbK6JB  
    优化过的参数为： &,MFB  
    Ct!S Tk[2  
    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% V3uXan_  
    l"\uf(0K  
    结论： l1r_b68  
    wOg,SMiq  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 i}lRIXjdV  
    -;Uj|^  
    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。 >rf5)Y~f  
    (p,}'I#i*  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 8 Z8Y[p  
    QQ：2284816954 备注：光学     |^Kjz{  
     
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