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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 TKs@?Q,J  
     HFCFEamBMP  
    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。 1*`JcUn,>  
     6'lT`E|  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 5'L}LT8p@  
     ,i((;/O6  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Ognq*[om  
    _ .   
    相关案例：100.01,101.01 .6-o?=5  
     _( A +_|  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 a9q?9X  
     G&@RLht  
    建模任务： hI#M {cz  
     lSsFI30  
    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。 j`-y"6)  
     IHX#BY>  
    i{RS/,h4  
    优化目标： vWU4ZBT8G  
    N`GwL aF  
    —TE模偏振光的透过率最大化 vT<wd#  
     ?ut juMdl  
    —TM模偏振光的透过率最小化 rVW'KN  
     Vy*Z"k  
    优化函数： ;;J98G|1  
     _=$!T;}lE  
    —最小化TE的透过率 745V!#3!M  
     7^e}|l  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ;,hoX6D$  
    0'2{[xF  
     e:D9;`C  
       *bC^X'  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 HbVV]y  
    B{i;+[ase  
     w!k4&Rb3  
    5'[X&r %#  
    优化的自由变量为： J]YN2{(x  
    2gI_*fG1  
    —缝宽：10—190mm QnAf A%  
     <^Nj~+G'  
    —光栅深度：20—200nm  &\br_  
     %*; 8m'  
    优化算法： 3@bjIX`=H  
     s+~Slgl  
    —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。 90v18k  
    —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{/z-&  
     cCCplL  
    光路流程图和偏振分析器： r1?FH2Ns  
     vrDRSc6_  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 q%&7J<   
     oeKc-[r  
    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。 DfFPGFv  
    Q 8E~hgO  
    Parameter Run 的全局搜索： &;3z 1s/  
     vw6FvE`lC  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 UAO#$o(  
     !/Ps}.)A`  
    Parameter Run 设置 R?Q-@N>wE  
     3k0%H]wt  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； T#f@8 -XUE  
     PTZ1 oD  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； *[YN|  
     K9Fnb6J$u  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 @z q{#7%z  
     &4FdA|9T  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 c'qM$KN9G  
     tAi9mm;k  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 }w8AnaC  
    优化函数依据迭代次数进行显示： z Pc;[uHT  
    !AHm+C_=Lg  
    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。 Z.(x|Q9  
     3%a37/|~y  
    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。 jG :R\D}0  
     m~B=C>r}t  
    参数构成： =*U24B*U93  
     PSE| 4{'  
    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%； Q7%#3ML  
    g_X7@Dt  
      
    r8.v0b"1  
    局部参数优化： Bb `^,?m  
    }('' |z#UE  
    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。  (RS:_]  
    A 6L}5#7-  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； (Mh\!rMg  
     %C:XzK-x  
    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。 5al{[mi  
    A'EA!  
    h`j gF  
    PEl]HI_H  
    参数定义： ,;18:  
    1hG O*cq!  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 RGLqn{<V  
    [\yI<^_a  
    缝宽10—190nm权重1e20 N';lc:Ah~  
    Us5 JnP5  
    优化函数定义： AK =k@hT  
    Yv-uC}e  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ]0le=Ee^%  
    !Ua#smZ  
    ——偏振对比度大于50（全波段） F o6U "  
    IWgC6)n@n  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 @~ L.m}GF  
    {IvCe0`  
    Wg1WY}zG  
    选择下山简法进行局部优化。 )f rtvN7  
    U\{Z{F%8  
    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。 { Se93o  
    9Ba<'wk/>"  
       (" %yV_R  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 wSMgBRV#^  
    QPEv@laM  
    优化过的参数为： enj2xye%Y  
    WXL.D_=+  
    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% z-j\S7F  
    !@X#{  
    结论： 0l6%[U?o  
    `h'^S,'*  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 HPQ,tlp6j  
    _p.{|7  
    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.*+0NG  
    t}nRWo  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 2srz) xEe  
    QQ：2284816954 备注：光学     >Z%^|S9  
     
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