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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 _,aFQ^]'9  
     'Q :%s  
    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。 jN*wbqL  
     .[1 f$  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 U5~aG!E  
     4:a ~Wlp[  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 a:UkVK]MP  
    =p=/@FN  
    相关案例：100.01,101.01 F!u)8>s+z{  
     FGyrDRDwC  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 S(xs;tZ  
     "T^%HPif  
    建模任务： }[UH1+`L  
     Jj=N+,km  
    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。 eZ[Qhrc  
     ED79a:  
    (}>)X]  
    优化目标： AA=rjB9  
    '<<@@.(f  
    —TE模偏振光的透过率最大化 0uW)&>W  
     V?"U)Y@Y  
    —TM模偏振光的透过率最小化 WoGnJ0N q  
     ?Sa,n^b*H  
    优化函数： +6jGU '}[  
     wXqwb|2  
    —最小化TE的透过率 <X4f2z{T{@  
     K39I j_3  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Z]TQ+9t  
    |;)_-=L0P  
     - ry  
       p=> +3  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 JBJ?|}5k4c  
    5WRqeSGh  
     MmvOyK NZF  
    Vh?vD:|  
    优化的自由变量为： =1R 2`H\  
    rKslgZhQ  
    —缝宽：10—190mm qM26:kB{  
     {fl[BX]kZ  
    —光栅深度：20—200nm ,P`GIGvkA  
     `RE>gX  
    优化算法： 2W_[|.;'  
     iM:-750n/  
    —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。 PHI c7*_  
    —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。 aBY&]6^-  
     {c LWum[SY  
    光路流程图和偏振分析器： 2 V\hG?<  
     $E^sA|KcT  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 F-ofR]|) >  
     tK{#kApHGG  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 K3tW Y 4-  
    iWr #H  
    Parameter Run 的全局搜索： noa+h<vGb  
     V?x&\<;,  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 <[}zw!z  
     %'e$N9zd  
    Parameter Run 设置 mSu$1m8  
     *)^ ZUk  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； g +gcH  
     3PRU  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ip{ b*@K  
     |r;>2b/ x  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 7zE1>.  
     /@&o%I3h  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ,H/O"%OJ  
     KV&6v`K/N  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 jR\ !2!  
    优化函数依据迭代次数进行显示： _1$Y\Y  
    }u0&>k|y  
    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。 ,d_rK\J  
     tlvZy+Blv  
    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。 u 6l)s0Q  
     P2s\f;Dwr  
    参数构成： _<c}iZv@  
     Th\T$T`X$  
    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%； BSd.7W;cS=  
    RX?!MDO  
      
    Rb:?%\=  
    局部参数优化： &LB`  
    T9r6,yY  
    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。 j^U"GprA  
    -:45Q{u/  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 3&M0@/  
    Gkfzb>_V]  
    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。 v<l]K$5J&  
    '4~I %Z7L  
    M($GZ~ b%A  
    ?g@X+!RB  
    参数定义： /.A"HGAk  
    &%/T4$'+Y+  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 e F}KOOfC  
    DXO'MZon3  
    缝宽10—190nm权重1e20 awQGu,<N  
    HP<a'|r  
    优化函数定义： |{ZdAr.;  
    FBouXu#  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） lm&^`Bn)  
    r #w7qEtD  
    ——偏振对比度大于50（全波段） [GI2%uA0  
    0xCe6{86  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 TEj"G7]1$A  
    +tg${3ti_  
    mO]dP;,  
    选择下山简法进行局部优化。 K~3Y8ca  
    > MRuoJ  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ? }`mQ<~  
    (47la$CR  
       }jWg&<5+z  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 6jm/y@|F!  
    Z}>;@c  
    优化过的参数为： *a{WJbau]  
    @PQd6%@  
    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% 7,alZ"%W  
    :1gpbfW  
    结论： #(+V&< K  
    V;J3lV<  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 W.D>$R2  
    WI&}94w  
    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。  OmfHr lA  
    m,]9\0GUd  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 zq?xY`E  
    QQ：2284816954 备注：光学      i?eVi  
     
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