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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 vgh ^fa!/  
     l50|` 6t  
    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。 i14[3bPLk!  
     [l8V<*x%S9  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 IdV,%d{  
     .])>A')r  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 cX|[WT0[I  
    zp7V\W; &  
    相关案例：100.01,101.01 iA55yT+  
     $zk^yumdE  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 3d,-3U  
     9SRfjS{7  
    建模任务： "8wf.nZ  
     ;Pol#0_(  
    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。 qYgwyj=4  
     5+e>+$2  
    /v}P)&  
    优化目标： M>*0r<qn  
    B`?N,N"  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ZNzR `6}  
     X+]L-o6I2  
    —TM模偏振光的透过率最小化 7=7!| UV  
     ]}mly` Fw  
    优化函数： iGG6Myp-  
     xoqiRtlY:  
    —最小化TE的透过率 BA~a?"HS  
     Ys"|</;dbj  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） A[u)wX^`f^  
    1%$d D2  
     Zu\p;!e  
       nc3sty1`  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 |ZvNH ~!  
    RL?u n}Qa  
     e$CePLEj  
    hnp`s%e,  
    优化的自由变量为： zq,iLoY[R  
    38[)[{G)Hv  
    —缝宽：10—190mm nkCecwzr-  
     jrIA]K6  
    —光栅深度：20—200nm mND XzT&  
     Yta1`  
    优化算法： G 6Wx3~  
     _LJ5o_-N  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 ~R :<Bw  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 c5X`_  
     w- UKMW9"  
    光路流程图和偏振分析器： 3^!Hl8P7  
     (7IqY1W  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Up<~0  
     S3SV.C:z>  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 M6J/mOVx5  
    {*N^C@  
    Parameter Run 的全局搜索： HR;/Br  
     sC% b~  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。  KR&s?  
     sT)6nV  
    Parameter Run 设置 PKi_Zh.D  
     Xc\* 9XV:  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； BR;QY1  
     } <SNO)h3  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； rFhW^fP/  
     1<`9HCm  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 6^Ph '  
      VJ3hC[  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 +W6Hva.  
     ;P3>>DZ  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 #e*X0;m  
    优化函数依据迭代次数进行显示： WNhbXyp_  
    IeVLn^?+:  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 J2r1=5HS  
     *9J1$Wa  
    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。 WM/#.  
     $'^&\U~?  
    参数构成： kGm:VYf%  
     #Rc5c+/(  
    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%； )%s +?  
    )!cI|tovs  
      
    |=\91fP68`  
    局部参数优化： Xem 05%,  
    F+Z2U/'a  
    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。 Rv vh{U;t  
    L!gDFZr  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； qbXz7s*{  
    ;+ G9-  
    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。 s;J\Kc?"|  
    va5FxF*%  
    4b4QbJ$  
    rR]-RX(  
    参数定义： k^^:;OR  
    6yI}1g  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 [h4o7  
    a+41Ojv (  
    缝宽10—190nm权重1e20 /&h+t^l_Qj  
    S8%n.<OB  
    优化函数定义： -l "U"U"F  
    t^.'>RwW|  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） |z~LzSJv  
    ^Gq5ig1rxy  
    ——偏振对比度大于50（全波段） J3G7zu8  
    Wt J{  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 t8& q9$  
    t[EfOQ  
    !9r:&n.\  
    选择下山简法进行局部优化。 /BpxKh2p  
    Pd~MiyO;K  
    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。 aX^+ O,  
    Zhzy.u/>  
       iITp**l  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Uki9/QiX>  
    Pr+~Kif  
    优化过的参数为： Q2/.6O8  
    JRO$<  
    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% i[150g?K  
    -#?<05/C>  
    结论： -(>qu.[8=  
    EA|k5W*b  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 K)S;:MLG=  
    ? } (=  
    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。 TJaeQqob  
    s t/n"HQ  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 e"Rm_t  
    QQ：2284816954 备注：光学     g{>^`JtP  
     
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