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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 '`\\O:@C`  
     M<~z=B#  
    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。 Z!~~6Sq  
     WJ=eV8Uk  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 {Z1j>h$  
     m}Kn!21  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Y%|f<C)lx2  
    #r#UO  
    相关案例：100.01,101.01 a0CmCv2#  
     5Ee%!Pk  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 C{-e(G`Yd  
      9'\18_w  
    建模任务： 4mQ:i7~  
     g"hm"m}i  
    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。 <i%.bfQ/-  
     .1[K\t)2  
    qx5.LiF  
    优化目标： b,]h X  
    "S_t%m&R  
    —TE模偏振光的透过率最大化 tO)mKN+ (  
     +/-#yfn!TR  
    —TM模偏振光的透过率最小化 O9dIobu4  
     V[5-A $ft  
    优化函数： j0Kj>  
     I|n<B"Q6^  
    —最小化TE的透过率 GFYAg  
     75jq+O_:  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） /al(=zf  
    SLD%8:Zn  
     i~MCY.F  
       SQ1.jcWW[  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 tl (2=\  
    SZzS$6 t  
     C*,-lk0b@  
     .]k+hc`  
    优化的自由变量为： B ;9^  
    '0p 5|[ZD  
    —缝宽：10—190mm YRfs8I^rg  
     0 j:8 Ve  
    —光栅深度：20—200nm ic%<39  
     6p1\#6#@  
    优化算法： z+@aQ@75  
     G{pfyfF  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 )~rf x  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 UwvGw5)q  
     `M6!V  
    光路流程图和偏振分析器： <IC=x(T  
     \j+O |#`|)  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 lQ<2Vw#Yl  
     {Uz@`QO3  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 ^&03D5@LoY  
    N/p9Ws  
    Parameter Run 的全局搜索： Vl%AN;o  
     m$ )yd~  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 eB%KXPhMm  
     {Kx eH7S  
    Parameter Run 设置 c*-8h{}  
     ,^pM]+NF|  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； '_lyoVP  
     {0nZ;1,m  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； XI} C|]#  
     jr bEJ.  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 n#uH^@#0  
     n (7m  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 J;W(}"cFq  
     I L 'i7p  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Uq5 wN05  
    优化函数依据迭代次数进行显示： r Lg(J|^  
    K_{f6c<  
    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。 w,bILv)  
     o@>{kzCx  
    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。 ;5:g%Dt  
     0#pjfc `:  
    参数构成： }zY)H9J~  
     |5 _bFB+&  
    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%； bY|%ois4  
    WPygmti}Be  
      
    A{iI,IFe  
    局部参数优化： veFl0ILd  
    VUC  
    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。 vA2@Db}  
    :y==O4  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Z4A a  
    #4%4iR5%  
    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。 ]W7(}~m  
    3UU]w`At  
    '(mJ*Eb  
    8Y*SZTzV  
    参数定义： a% |[m,FvP  
    [HI&>dm=$  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 .=~beTS'Vo  
    9_h 3<3e  
    缝宽10—190nm权重1e20 U_v{Vs  
    Sj]k5(&  
    优化函数定义： A ${b]  
    >^LVj[.1  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） u*B.<GmN  
    8ar2N)59  
    ——偏振对比度大于50（全波段） et(/`  
    8>S"aHt 7  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 nr*~R-,\  
    9r-]@6;  
    j}uFp|df<  
    选择下山简法进行局部优化。 E/|]xKG  
    ePdM9%  
    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。 ZKzXSI4  
    iwWy]V m7  
       jY EB`&  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 EF=.L{  
    zvf:*Na")  
    优化过的参数为： oEbgyT gB  
    .yE!,^j.gB  
    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% j2# nCU54Z  
    [/hS5TG|7  
    结论： u +q}9  
    ;v'7l>w3\w  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 &o{I9MD  
    Yr@_X  
    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。 =A={ Dpv[>  
    N]R<EBq  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 EbSH)aR  
    QQ：2284816954 备注：光学     drP2% u  
     
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