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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 <@@.~Qm'  
     z4_>6sf{  
    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。 M6y:ze  
     ~(4cnD)BO  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 iMJjWkk  
     @Je{;1   
    所需工具箱：高级光栅工具箱 bWjW_$8  
     5Lm ?  
    相关案例：100.01,101.01 u=RF6V|  
     s.Yywy  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 L[##w?Xf.  
     U*[/F)!  
    建模任务： au0)yg*V1  
     1_XdL?h#o  
    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。 mhT3Fwc  
     $+:_>n^#/  
    <:>a51HBX  
    优化目标： 8;Yx a8ie  
    b s:E`Q  
    —TE模偏振光的透过率最大化 e9N"{kDs6  
     \BUr2]  
    —TM模偏振光的透过率最小化 vY }/CBmg  
     ~ hYG%  
    优化函数： /R 2:Js  
     VT;$:>! +  
    —最小化TE的透过率 om;jXf}A  
     hPD2/M  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） RzFv``g  
    <_ddGg~  
     u= !?<Q  
       vezX/xD?  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 F|%[s|s  
    A$[@AY$MI  
     F.^1|+96  
    nOp\43no  
    优化的自由变量为： qZCA16  
    >%'|@75K  
    —缝宽：10—190mm EcBSi995dj  
     wM_k D  
    —光栅深度：20—200nm 4^  $  
     b":cj:mxL  
    优化算法： LIirOf~e;!  
     5Y_)%u  
    —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。 gtVI>D'(W  
    —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。 qL UbRp  
      ()=  
    光路流程图和偏振分析器： UR:cBr  
     7`|$uIM`  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 oG3>lqBwD2  
     ^szCf|SM  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 5e6]v2 k  
    ^)D[ W(*  
    Parameter Run 的全局搜索： O: :X$O7  
     50uNgLs  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Y(-4Agq  
     8u!!a^F  
    Parameter Run 设置 ^MKvZ DOP  
     ,*}SfCon  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； egK,e?~  
     mJ)o-BV  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； q.g<gu]  
     [8(e`6xePb  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Iyz};7yVI  
     XGbtmmQG  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。  Fp'k{  
     p4*VE5[?_+  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 I+kDx=T !  
    优化函数依据迭代次数进行显示： R<a7TkL4?  
    E,>/6AU  
    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。 TmvI+AY/  
     \%K< S  
    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。 4b,N"w{v  
     zdlysr#  
    参数构成： w|O MT>.  
     AQDT6E:  
    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%； WIa4!\Ky!  
    N3!x7J7A  
      
    h%8[];*DpN  
    局部参数优化： %J5zfNe)&  
    KtG|m'\D  
    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。 nNSq6 Cj  
    J/:9;{R  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； c0sU1:e0  
    #tRLvOR:  
    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。 UpF,e>s  
     Cdin"  
    J'G 6Z7  
    RLu y;z  
    参数定义： \25Rq/&w  
     W>.KV7  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 /bjyV]N  
    w4\b^iJz  
    缝宽10—190nm权重1e20 5A g 4o  
    NuRxkeEO  
    优化函数定义： LBh|4S$K  
    C (L1  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ODyK/Q3  
    N,0l5fD~T  
    ——偏振对比度大于50（全波段） swss#?.se  
    ,_,Z<X/  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 D(yU:^L  
    {dM18;  
    ae`*0wbv  
    选择下山简法进行局部优化。 3xj ?}o  
    "CI#2tnL7  
    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。 ]vo&NE  
    v9QR,b` n  
       ~Gx"gK0  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ..`J-k  
    (RW02%`jjy  
    优化过的参数为： ;m`k#J?  
    r-&Rjg  
    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% 1S/KT4  
    3)b[C&`  
    结论： Z7a~M3VnZ  
    00X~/'!  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 q1Gc0{+)  
    $ lz\t e  
    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。 wl|cipy"  
    Y3KKskhLx  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 z UN&L7D  
    QQ：2284816954 备注：光学     p_pI=_:  
     
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