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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 \D9J!K82  
     ]}wo$7pO  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 K|q5s]4I  
       pE<@  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 }W:Rg}v  
     =peodj^  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 O]>FNsh!  
    KkIxtFM  
    相关案例：100.01,101.01 :/c40:[  
     0~(K@U>#  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 < ] ~FX 25  
     A{HP*x~t  
    建模任务： <Be:fnPX7  
     o1m+4.-  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 R|jt mI?  
     V!Px975P  
    Y;X_E7U  
    优化目标： d-zNvbU"  
    :6 , `M,  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ; S(KJV  
     x:7"/H|  
    —TM模偏振光的透过率最小化 zz)[4G  
     XB8g5AxR  
    优化函数： Dsl,(qm5  
     l@ amAusE  
    —最小化TE的透过率 N-0kB vo  
     " vW4"R6  
    —最小化偏振度（要求＞50:1）  }de {-  
    }#u.Of`6"  
     i#&iT P`  
       A#yZh\#  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 H2ZRUFu  
    |XDbf3^6  
     >TB"Ez09  
    =bx;TV  
    优化的自由变量为： 3 #8bG(  
    | ODi[~y  
    —缝宽：10—190mm /IO<TF(X  
     I@$cw3  
    —光栅深度：20—200nm b"DV8fdX  
     4Bn <L&@/  
    优化算法： Ft<6`C  
     CFLWo1  
    —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。 % `4\ 8H`  
    —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。 n(}W[bZ4  
     9JDdOjqo  
    光路流程图和偏振分析器： 4Y2!q$}I+  
     -4%{Jb-1  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 X6T*?t3!9[  
     !Ojf9 6is  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 Jq5](F!z  
    n$*e(  
    Parameter Run 的全局搜索： ezq<)gJc  
     lpy( un  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 KW&vX%i(.  
     (GeOD V?U  
    Parameter Run 设置 0qCx.<"p8#  
     33M10 1X{6  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ^Fn~@'  
     R0WI s:k2  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； S [$Os7  
     @VzD> ?)  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 e5GJ:2sH  
     3axbW f3[  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 8mmHefZ}2!  
     V-7A80!5  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 J)o =0i>*  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ~+~^c|  
    Xi:y35q  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ru#CywK{{;  
     ndXUR4  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 Z ? F*Z0y  
     Edp%z"J;C  
    参数构成： 2Hp<(  
     ?a]1$>r  
    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%； a,YU)v^  
    #cAX9LV  
      
    ~ Pm[Ud  
    局部参数优化： YQ`m;<  
    UNC%<=  
    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。 sN8)p%'Lg  
    ssx #\  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； (QFu``ae+  
    ImG7E w  
    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。 *}Cm/li/w  
    w vQ.9  
    rHMr8,J;  
    Wu1">|  
    参数定义： l2S1?*  
    ,WKWin  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 1M<;}hJ{/  
    RHIGNzSz  
    缝宽10—190nm权重1e20 :W6R]y  
    HC$rC"f  
    优化函数定义： EqjaD/6Y`  
    }TDoQ]P  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） *@-a{T}  
    'k1vV  
    ——偏振对比度大于50（全波段） +p\+ 15  
    <W2 YG6^i  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ro8c-[V  
    nu<kx  
    z"PU`v  
    选择下山简法进行局部优化。 "P9SW?',  
    a?NoNv)&  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 FDQP|,  
    #sJL"GB  
       *`WD/fG  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 c_Fz?R+f?K  
    *vS)aRK  
    优化过的参数为： j3$\+<m]  
    !gX(Vh*k  
    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% QZ?%xN(4  
    loByT p ^  
    结论： ` & {  
    |k [hk  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 0\DlzIO  
    U3rpmml  
    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。 <%ZlJ_cM  
    $?M$^- (e  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 K[s!3.u  
    QQ：2284816954 备注：光学     & Do|Hw  
     
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