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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 gVl%:Ra%  
     MW6d-  
    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。 v 4DF #O  
     RL SP?o2J  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 NAlYfbp  
     l+Uy  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ;}ileL Tl  
    ?(n|ykXwc  
    相关案例：100.01,101.01 ]8<;,}#  
     m:.ywiw=  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 c4k3|=f  
     Y FL9Q<  
    建模任务： f)~urGazS  
     z;x $tO  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 )E'iC  
     "(>P=  
    Jo1n>Mo-j  
    优化目标： ECWn/4Aws  
    V \,Z (  
    —TE模偏振光的透过率最大化 cF7I  
     !g-|@W  
    —TM模偏振光的透过率最小化 4jfkCU  
     H~^am  
    优化函数： }PTYNidlR  
      LkD$\i  
    —最小化TE的透过率 !U/iY%NE  
     6Xu8~%i  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） %XM wjBM  
    w(zlHj  
     }Zu>?U  
       |$`)d87,  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 VPx"l5\  
    _=Ed>2M)no  
     : " 9F.U  
    : n 4?  
    优化的自由变量为： &9g4/c-?$  
    hz\Fq1  
    —缝宽：10—190mm hiZE8?0+~N  
     N{U``LV  
    —光栅深度：20—200nm ( 6|S42  
     (iXo\y`z  
    优化算法： '8R5?9"  
     ^p ?O1qTg  
    —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。 O]o `! c  
    —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。 EbZRU65J}O  
     Dm?>U1{   
    光路流程图和偏振分析器： K+5S7wFDZ  
     })rJU/  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 /B73|KB+  
     rnz9TmN:*1  
    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。 { K'QE0'x  
    [XK Ke  
    Parameter Run 的全局搜索： :biM}L  
     n>T1KC%  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 c%9wI*l  
     k\W%^Z  
    Parameter Run 设置 ;3wj(o0  
     !r]elX  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； _-$O6eZ  
     ]V \qX+K  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； zA4m !l*eM  
     yNMnByg3?  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ?9 hw]Q6r}  
     /^v?Q9=Y  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 m`l3@ Z  
     E~Eh'>Y(B  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 R{uq8NA- W  
    优化函数依据迭代次数进行显示： JfS:K'  
    VDq4n;p1  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 {-;lcOD  
     69AgPAv<k  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 *NzHY;e  
     3#o!K  
    参数构成： 1sKKmtgH  
     V~ph1Boz2  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； HO%atE$>  
    -S5M>W.Qb{  
      
    x-O9|%aRJ  
    局部参数优化： \W$bOp  
    %"Tn=fZIF  
    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。 Sp8Xka~5*#  
    ^{\gD23  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 04>dxw)8  
    0?59o!@h  
    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。 (GB2("p`  
    )2t!= ua  
    .zxP,]"l  
    Cj^:8 ?%  
    参数定义： 3NRxf8  
    /c/t_xB  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ." 9t<<!  
    .1R:YNx{/  
    缝宽10—190nm权重1e20 2K?~)q&t*  
    'ap<]mf2  
    优化函数定义： wO:!B\e  
    $OOZ-+8  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ,Y 1&[  
    ivL}\~L  
    ——偏振对比度大于50（全波段） gx+bKGB`  
    _cra_(b  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Z^?1MJ:`  
    M, qX  
    ,'[&" Eg  
    选择下山简法进行局部优化。 |tL57Wu93  
    I L dRN  
    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。 Us4J[MW<  
    242dT/j  
       n^<3E; a  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 x;A"S  
    E+wd9/;  
    优化过的参数为： 3exv k  
    l !VPk"s  
    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% sjh>i>t  
    WmU5YZ(mAq  
    结论： _-/aMfyQ  
    4u} "ng   
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 _ 4:@+{  
    -"J6 |Y#8  
    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。 3I!xa*u  
    1~BDtHW7`n  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 r(sQI# P  
    QQ：2284816954 备注：光学     !]c]:ed\C  
     
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