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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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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 gAC}  
    .GM&]Hb  
    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。 Wu<  
    xaX3<V@S  
    关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 2BBGJE  
    6gJy<a3  
    所需工具箱:高级光栅工具箱 QKYIBX  
    7w_`<b6  
    相关案例:100.01,101.01 }XWic88!~  
    GptJQ=pV  
    相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 `{CaJ6.  
    aAF:nyV~~0  
    建模任务: 'N)&;ADx-G  
    Cq?l>  
    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。 ^.&uYF&  
    _+N*4  
    HlBw:D(z:^  
    优化目标: [#$-kd~  
    6 9ia #  
    —TE模偏振光的透过率最大化 {N[IjY  
    ooref orr  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ?ah-x""Y  
    cBBc^SR  
    优化函数 a9mLPP  
    X{P_HCd  
    —最小化TE的透过率 FF6[qSV  
    rXuhd [!(P  
    —最小化偏振度(要求>50:1) DGj:qd(  
    m:d P,  
    ] NL-)8u  
       Y[i>  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 +^Eruv+F  
    f{FW7T}O2  
    .slA }  
    )&+j#:  
    优化的自由变量为: 3bu VU& ap  
    {'E%SIRZ)  
    —缝宽:10—190mm 2aX|E4F  
    iUFS1SN \  
    —光栅深度:20—200nm %N7b XKDP  
    L&MR%5  
    优化算法: RmY5/IYR|:  
    ^]( sCE7  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的,但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 {3@f(H m  
    —参数优化使用下山简法(局部优化)和模拟退火法(全局优化)。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 _(5SiK R  
    /@X!  
    光路流程图和偏振分析器: .C$S DhJ~  
    w&hgJ  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 VUxuX5B3M  
    0#<q]M?hW  
    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。 *%7[{Loz  
    ^Wo/vm*]  
    Parameter Run 的全局搜索: 9cp-Rw<tI  
    m.pB]yq&  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 K PSFy<  
    >0DQ<@ot:  
    Parameter Run 设置 6O bB/*h  
    rCGXHbj%  
    缝宽:10—19nm 步长10nm; So{/V%  
    i#Io;  
    规划深度:20——200nm 步长10nm; g(B&A P_e  
    LQ`s>q  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 X0Y1I}gD  
    R8I%Cyc  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 0_q8t!<xJw  
    uf]S PG#/D  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 p:Ry F4{b2  
    优化函数依据迭代次数进行显示: &a5UQ>  
    ukpbx;O:hc  
    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。 "3.v(GVr  
    >h1 3i@`r  
    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。 3)88B"E  
    5. 5<.")  
    参数构成: !TvNT}4Z  
    S[J eW  
    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%; U$v|c%6  
    (hNTr(z  
      
    p4GhT~)l:  
    局部参数优化: r+n0M';0  
    pFgpAxl  
    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。 fI"sdzu^  
    O 7RIcU  
    起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; uNCM,J!#~  
    ">cLPXX  
    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。 3n;>k9{  
    uzg(C#sp  
    -{`8Av5)E%  
    k#F |  
    参数定义: N(uHy@  
    q\s"B.(G"  
    规划深度为20-200nm,权重1e20 "@^Pb$BLY  
    VzfaUAIZl  
    缝宽10—190nm权重1e20 [ )3rc}:1  
    n2} (Pt.  
    优化函数定义: K8#MQR2@  
    $`j%z@[g  
    ——TE效率最小值被最大化(全波段) jq%%|J.x  
    Em)U`"j/9  
    ——偏振对比度大于50(全波段) } I>68dS[  
    $inlI_  
    ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 g)$/'RB  
    6&| hpp#[  
    XSk*w'xO  
    选择下山简法进行局部优化。 z^lcc7  
    ,ZGU\t  
    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。 L$L/5/  
    i(T[  
       C7*n<+e  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 =LXjq~p  
    wcH,!;3z+  
    优化过的参数为: r1<dZtb  
    Kzwbr?&z  
    缝宽:46nm;规划深度200nm;最小化偏振对比度50;TE透过率的均匀误差7% 1WjNFi  
    Q$ +6f,m#W  
    结论: X*cDn.(I  
    5aj%<r  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 yY[9\!  
    {p\ll  
    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。 <W] RyEg`  
    Ft E5H  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ;w/@_!~  
    QQ:2284816954 备注:光学
    %k%%3L,  
     
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