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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 s8>y&b.  
     2b^Fz0 w4  
    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。 :/$WeAg  
     {tY1$}R  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ~"SQwE|  
     $8%"bR;Hu  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 8B?U\cfa^  
    >Bf3X&uS  
    相关案例：100.01,101.01 -n"wXOx3  
     1Kk6n UIN  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 dgoAaS2M  
     .'<K$:8@|  
    建模任务： *URT-+'  
     m:[I$b6AY  
    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。 WGUw`sc\  
     9*ZlNZ  
    /[\g8U{5B}  
    优化目标： a{hc{  
    R )Arr77  
    —TE模偏振光的透过率最大化 /3~L#jS  
     |. 0~'  
    —TM模偏振光的透过率最小化 5}ftiy[Yc  
     x"NQatdq  
    优化函数： U{M3QOF  
     "YgpgW  
    —最小化TE的透过率 e7xBi!I)~  
     |`#fX(=  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） $KGMAg/H  
    DlE,aYB  
     I@/ G#3Zr  
       pQ:^ ziwa3  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 .G!xcQ`?  
    S, AxrQc  
     }" vxYB!h3  
    *0!p_Hco  
    优化的自由变量为： C`g "Mk8  
    eQu(3sYb  
    —缝宽：10—190mm hoqZb<:  
     xS/W}-dPv  
    —光栅深度：20—200nm /#M1J:SV  
     D~ Y6%9  
    优化算法： 8e*skL  
     S1U0sP@o  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 4F#H$`:[  
    —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。 @`4T6eL5  
     {jB> ]7  
    光路流程图和偏振分析器： xBTx`+%WS  
     nJN-U+)u  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 W{"sB:E  
     \~E?;q!  
    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。 nZ(]WPIN"  
    v7 *L3Ol  
    Parameter Run 的全局搜索： Yjc U2S"=P  
     x'x5tg  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 =?6c&Z  
     Intuda7e1  
    Parameter Run 设置 %%s)D4sW  
     h2Nt@  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； y%i9 b&gDd  
     EyA ny\"  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； H@ 1'El\9  
     3&^hf^yg  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 8Re[]bE  
     \+R%KA/F  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Q /4-7  
     >S7t  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 cj>UxU][eS  
    优化函数依据迭代次数进行显示： m1pA]}Y/5o  
    K'Ywv@  
    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。 mufGv%U2  
     qhxMO[f  
    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。 Unb2D4&'  
     s`bGW1#io  
    参数构成： f%o[eW#  
     6U*CR=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%； 'cpm 4mT  
    Q`9c/vPU  
      
    MRt"#CO  
    局部参数优化： =m2_:&@0x  
    (`dz3 7@*  
    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。 uAA2G\3  
    j J{F0o  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ih0a#PB8  
    +s}&'V^  
    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。 940:NOgm  
    2@ZVEN  
    *0>`XK$mWo  
    /Y y)=~t{  
    参数定义： (a_bU5)  
    -4Hb]#*2  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ?4R%z([X7  
    Fa>f'VXx  
    缝宽10—190nm权重1e20 'Eur[~k  
    ) 1AAL0F\B  
    优化函数定义： tC'E#2  
    S<i1t[E @W  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 6AJk6 W^Z  
    Q^f{H.  
    ——偏振对比度大于50（全波段） dzOco)y  
    p$ \>3\  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 2V)+ ba|+  
    H}kZ;8  
    g&  e u  
    选择下山简法进行局部优化。 vWoppt  
    $@'BB=i  
    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。 ?-)!dl%N  
    L=#NUNiXr  
       5FR#CQ  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 OWewV@VXR  
    Qz[^J  
    优化过的参数为： Li6|c*K'  
    z='%NZY  
    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% U)8yd,qG[%  
    j $q5m 24L  
    结论： j2Dw7"f3  
    cZBXH*-M!  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Vr},+Rj  
    'w=|uE {^  
    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。 kC.!cPd  
    < 9,h!  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 FJZ'P;3  
    QQ：2284816954 备注：光学     1@p,   
     
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