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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 ~{sG| ;/!*  
     sf&]u;^DY  
    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。 lL1k.& |5m  
     oh# \]c\f  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 bR@p<;G|  
      :Gm/  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ()&~@1U  
    aQ :5d3m0  
    相关案例：100.01,101.01 L "sO+4w  
     BIuK @$  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 bfo["  
     cw iX8e"3  
    建模任务： )K &(  
     vfVj=DYj  
    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。 Ft}@ 1w5  
     h=;{oY<V)?  
    jKt7M>P  
    优化目标： tcxcup%  
    4apL4E"r  
    —TE模偏振光的透过率最大化 J!5$,%v  
     ]_N|L|]M  
    —TM模偏振光的透过率最小化 p]3?gK-  
     pz"0J_xDM  
    优化函数： @)J+,tg/7  
     U&O: _>~  
    —最小化TE的透过率 |sJSN.8  
     j?'GZ d"B  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） bhniB@<  
    '],J$ge  
     >2~=)L  
       ]+X@ 7  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 a+n0|CvF  
    Gz .|]:1  
     UFMA:o,  
    AK@9?_D  
    优化的自由变量为： SL5Ai/X0N  
    | Bi!  
    —缝宽：10—190mm &jmRA';sK  
     ~3<> 3p  
    —光栅深度：20—200nm EFz&N\2  
     ]\|VpIg  
    优化算法： 'inFKy'H  
     5{g?,/(  
    —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。 !r<pmr3f@7  
    —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。 {.XEL  
     \-g)T}g,I  
    光路流程图和偏振分析器： 1y}Y9mlD.  
     7 qS""f7  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 dkz=CY3p%X  
     q@{Bt{$x  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 &q9T9A OS  
    @{2 5xTt  
    Parameter Run 的全局搜索： n@) K #  
     ?` ?)QE8  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 jnn}V~L  
     \.-bZ$  
    Parameter Run 设置 2Wdyxj Q  
     'tH_p  
    缝宽：10—19nm 步长10nm；  qi^7  
     j:v@pzTD  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ?{[ v+t#  
     |!4K!_y  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 +{oG|r3L  
     p>huRp^w  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 (JOgy .5C~  
     iUN Ib  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 aht[4(XH5  
    优化函数依据迭代次数进行显示： K|[*t~59  
    {N+$Q'  
    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。 JJN.ugT}1  
     /V'A%2Cl=T  
    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。 [MUpxOAsd  
     4\iOeZRf  
    参数构成： H*PSR  
     3ca (i/c  
    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%； ZQV6xoN;r  
    \XZ/v*d0  
      
    <<][hQs  
    局部参数优化： 9dx/hFA  
    RMdk:YvBg  
    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。 asppRL||  
    xqu}cz  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； X aMJDa|M  
    ;~m8;8)  
    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。 k5'Vy8q  
    w9EOC$|Y  
    0Qf,@^zL*  
    3[Qxd{8r  
    参数定义： zBzZxK>$  
    "ut39si  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 )"7iJb<E  
    \!.B+7t=I  
    缝宽10—190nm权重1e20 *nkoPVpC  
    i9,ge Q7d  
    优化函数定义： <Z mg#  
    -(;26\lE  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） gCB |DY  
    )vE~'W  
    ——偏振对比度大于50（全波段） A P?R"%  
    8p 'L#Q.  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 286jI7T  
    vApIHI?-  
    .WZ^5>M-  
    选择下山简法进行局部优化。 _-K2/6zy  
    TNe l/   
    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。 8;RUf~q?  
    0ypNUG}   
       X^wt3<Kbf  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 a%JuC2  
    KQ% GIz x  
    优化过的参数为： ?BeiY zg  
    Z>k#n'm^z  
    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% ?N*>*"  
    Y!w`YYKP  
    结论： |\pj;XU  
    <lPm1/8  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 )Q&(f/LT  
    |4;Fd9q^m  
    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。  M^=zt  
    ) j#`r/  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 l[0RgO*S  
    QQ：2284816954 备注：光学     "c%0P"u  
     
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