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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
     
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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 X>,A  
    o}D![/  
    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。 rG6\ ynBX%  
    EZj1jpL  
    关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 c~Kc7}I  
    4F#%f#"  
    所需工具箱:高级光栅工具箱 rxE&fjW  
    h7W}OF_=y  
    相关案例:100.01,101.01 &=w|vB)(p  
    VTw/_Hf2p  
    相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 'D6 bmz  
    FmT `Oa>  
    建模任务: SGf9U^ds  
    fPQ|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。 uLW/f=7 L  
    [MmM9J["  
    UxqWnHH.`  
    优化目标: $WaZ_kt  
    zO.6WJ  
    —TE模偏振光的透过率最大化 MUwVG>b8J~  
    }98-5'u.X  
    —TM模偏振光的透过率最小化 r%-n*_?.s  
    "iek,Y}j7  
    优化函数 #93}E Y  
    P;GprJ`l  
    —最小化TE的透过率 <94WZ?{p  
    u4"r>e6 _B  
    —最小化偏振度(要求>50:1) U$J5r+>  
    l9Pu&M?5  
    wRbw  
       CA^.?&CH^O  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 fN[n>%)VO<  
    R}k69-1vL  
    M&e8zS  
    P9yw&A  
    优化的自由变量为: qJ Gm8^b-  
    .<w)Bmh  
    —缝宽:10—190mm `o-*Tr  
    2PBepgQyPU  
    —光栅深度:20—200nm H m8y]>$  
    1v]t!}W:6  
    优化算法: ;,`]O!G:P  
    hAAUecx  
    —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。 G"Pj6QUva  
    —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。 yBe(^ n  
    @_O3&ZK  
    光路流程图和偏振分析器: J|?[.h7tO  
    IUawdB5CB  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 LDX y}hm)  
    y:9?P~  
    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。 )52#:27F  
    |Gc&1*$  
    Parameter Run 的全局搜索: #M:B3C!ouY  
    RAOKZ~`  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 iiN?\OO^~  
    gvr]]}h:O  
    Parameter Run 设置 Hdna{@~  
    *-7fa0<  
    缝宽:10—19nm 步长10nm; kA,4$ 2_o  
    I+~\ w N  
    规划深度:20——200nm 步长10nm; @>Ek'~m  
    !qS05  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 JU2P%3  
    PL!tk^;6-  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 o@',YF>OQ  
    `\e'K56W6  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 *vD/(&pQ1:  
    优化函数依据迭代次数进行显示: j]Ua\|t  
    % &2B  
    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。 SZE`J:w  
    7YD\ !2b  
    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{gwY85:  
    n4R]+&*  
    参数构成: V^WQ6G1  
    -G!6U2*#  
    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%; 8_Jj+  
    BArJ"t*/z  
      
    D/*vj|  
    局部参数优化: !,R  
     HFv?s  
    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。 C?(y2p`d\  
    i _8zjj7  
    起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; \CDAFu#  
    DbQBVy  
    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。 Sn0Xl3yr  
    'l8eH$  
    %Au T8  
    qb9}&'@:  
    参数定义: pBvo M={2!  
    p>!1S  
    规划深度为20-200nm,权重1e20 qjzZ}  
    R rxRa[{Z  
    缝宽10—190nm权重1e20 &!4( 0u  
    <G&WYk%u*  
    优化函数定义: X CV0.u |  
    L#[HnsLp_  
    ——TE效率最小值被最大化(全波段) 65uZ LsQ  
    01-p `H+  
    ——偏振对比度大于50(全波段) 5#P: "U  
    D . 77WjwQ  
    ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。  ?DJuQFv  
    l#mtND3  
    vW9^hbdx  
    选择下山简法进行局部优化。 $`ON!,oa  
    RLv&,$$0  
    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。 y+l<vJu  
    $B*qNYpPy.  
       |_!PD$i-  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 `Nkx7Z~w:  
    nIG[{gGX  
    优化过的参数为: |WQD=J%~(  
    ZV0) ."^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% [;)~nPjI  
    }'%$7vL`Ft  
    结论: {|G&W^`  
    1LV|t+Sex  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 #@IQlqJfY7  
    O2/%mFS.  
    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。 oC5gME"2  
    t!NrB X  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 %`bLmfm  
    QQ:2284816954 备注:光学
    }o~Tw?z-|  
     
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