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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 T]2U fi.  
     2YIF=YWO},  
    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。 ;nf&c;D  
     /VtlG+dLl  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 G `Izf1B`I  
     5^|"_Q#:  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 U?6yke  
    g3a/;wl  
    相关案例：100.01,101.01 !"(u_dFw  
     FU]4oKx  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 BHiOQ0Fs  
     P7>IZ >bw  
    建模任务： 1#!@["  
     *SGlqR['\e  
    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。 >x?2Fz.  
     0o;~~\fq.  
    BQU/QoDY  
    优化目标： j1Fw U  
    y$h"ty{g  
    —TE模偏振光的透过率最大化 {jG.=}/Dk  
     ruHrv"29  
    —TM模偏振光的透过率最小化 iwkJ~(5z  
     8}K"IW  
    优化函数： !Ud:?U  
     w@-b  
    —最小化TE的透过率 O"QHb|j  
     CSH`pU  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） B$DZ]/<  
    l qXc  
     4a 4N C  
       ~1d!hq?/q  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Q%M_   
    ;&7,7 3!  
     =?+w)(*0c  
    wEK%T P4  
    优化的自由变量为： '2wCP EC  
    B{=009.  
    —缝宽：10—190mm FRS28D  
     #'c%  
    —光栅深度：20—200nm qhN[Dj(d  
     vh{9'vd3el  
    优化算法： -+ko}He  
     Y^X:vI  
    —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。 >Pyc[_j  
    —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。 z[Z2H5[  
     &! OGIYC(  
    光路流程图和偏振分析器： bm^X!i5  
     w=5   
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Vbo5`+NAis  
     \"J?@  
    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。 ennR@pg  
    \{:%v#ZZ  
    Parameter Run 的全局搜索： $wgc vySx  
     |a>}9:g,=*  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 8T<@ @6`T  
     d<_NB]V&F  
    Parameter Run 设置 yqYhe-"  
     =9fEv,Jk  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； w)^\_uAlS  
     x!`b'U\  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； k*OvcYL1A  
     TZj[O1E  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 RP(a,D|  
     `,Xb8^M2  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 KjBOjD'I  
     keaj3#O  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 &0JK38(  
    优化函数依据迭代次数进行显示： v7L"`  
    ?Q;kZmQl  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ;m' '9z)2  
     { v,{x1  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 ' *}^@[&  
     2+,5p  
    参数构成： u]P03B  
     0~qf-x  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； wZ$ tJQO  
    abL/Y23 "  
      
    RZW$!tyI=  
    局部参数优化： |PI)A`  
    :fRmUAK%  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 6k:y$,w  
    "Wo.8  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Y~:}l9Qs  
    OI*ZVD)J  
    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。 KS b(R/T  
    1B6C<cL:sU  
    A%h~Z a  
    *X~B-a|nJ  
    参数定义： r|*:9|y{"/  
    s fyBw  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 3R'.}^RN  
    l6V%"Lo/)  
    缝宽10—190nm权重1e20 cES;bwQ  
    bo&\3  
    优化函数定义： I ca3  
    x)j/  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） n"mJEkHE  
    D!X>O}  
    ——偏振对比度大于50（全波段） :G^"e  
    JOJh,8C) 6  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 {5U1`>  
    VPWxHVf  
    8n;kK?  
    选择下山简法进行局部优化。 ok%EqO  
    Tku /OG'  
    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。 anK[P'Y  
    ]vRVo6@ k  
       Lwp-2`%  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 XI]OA7Zis  
    I0I_vu  
    优化过的参数为： TG4\%S$w  
    >sn"   
    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% 4Y`! bT`  
    2IKxh  
    结论： |.y>[+Qb*  
    iP2U]d~M  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 |VTWw<{LX  
    I%pCm||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。 {`+bW"9  
    =>HIF#jU  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ,D:iQDG^  
    QQ：2284816954 备注：光学     yEE|e&#>  
     
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