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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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    光券
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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 Xqt3 p6  
     Y/1KvF4)k  
    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。 }Yt/e-Yg%r  
     *ip2|2G$  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 9NTBdo%u  
     0oI3Fb;E  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 [hs_HYqJ  
    -~O7.E(ok  
    相关案例：100.01,101.01 isaDIl;L/  
     ) -+u8#  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 !424K-nW  
     gWm -}Nb4  
    建模任务： vA rM.Bu>b  
     (9hCO-r  
    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。 (9r\YNK  
     :kUZNw'Bi  
    ?;pw*s1Atz  
    优化目标： \_pP:e  
    YPQ&hEu0  
    —TE模偏振光的透过率最大化 t|Cp<k]B  
     w=.w*?>  
    —TM模偏振光的透过率最小化 7iCH$}  
     P?GHcq$\  
    优化函数： 1Wd?AyTY,  
     QiB ^U^f  
    —最小化TE的透过率 Az.(tJ X"  
     (| DmYn!  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 0 e 1W&  
    .LDK+c  
     ]J;pUH+u  
       ">vxYi  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 !Z978Aub3&  
    p=m)lR9  
     w5 nzS)B:u  
     gBQK  
    优化的自由变量为： %~ uMa  
    XXsN)2  
    —缝宽：10—190mm +]^6&MqO  
     KI~BjP\e  
    —光栅深度：20—200nm T =r7FU  
     %a%x`S3  
    优化算法： gqR?hZD  
     &z[39Q{~  
    —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。 @/i;/$\  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 t(69gF\"  
     %[(DFutJY+  
    光路流程图和偏振分析器： #L[-WC]1y  
     f`w$KVZ1!w  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 1:]iV}OFqR  
     MW|Qop[  
    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。 p!^.;c  
    RD_IGV   
    Parameter Run 的全局搜索： |_Vi8Ly  
     x ;V7D5 q  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 a nK7j2  
     B0Ql1x#x  
    Parameter Run 设置 V?U->0>Z4  
     gJn|G#!  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； U 2k^X=yl  
     E- ,/@4k  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； @T53%v<5  
     j)IXe 0dMC  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 4:\1S~WW  
     G0p|44_~t  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 k2Yh?OH  
     n_5m+ 1N  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 o~7~S  
    优化函数依据迭代次数进行显示： TCAtb('D  
    T1TKwU8l  
    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。 p9]008C89  
     siveqz6h  
    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。 PM3kI\:)m  
     \sB a  
    参数构成： lA[BV7.=7  
     l \~w(8g<A  
    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%； r )8[LN-  
    uJ jm50R<  
      
    nb}*IExd  
    局部参数优化： 7\*_/[B  
    iB#xUSkS  
    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。 3vx*gfr3  
    SaK aN#C  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； K3jKOV8   
    a4HUP*  
    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。 Oga/  
    aw9/bp*N  
    l}-JtZ?[?  
    Vae}:8'}  
    参数定义： 8[  
    n}?XFx!%  
    规划深度为20-200nm，权重1e20  QDCu  
    -r%4,4  
    缝宽10—190nm权重1e20 JWhi*je  
    $j61IL3+  
    优化函数定义： d?dZ=]~C  
    L{y%\:]  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） LQ T^1|nq  
    po@=$HK  
    ——偏振对比度大于50（全波段） N"d M+  
    ]AoRK=aH  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ] ?!#*<t r  
    LE^kN<qMK  
    qcau(#I9.  
    选择下山简法进行局部优化。 pR6mS fer  
    ;&B;RUUnTO  
    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。 GSzb  
    'p3JYRT$  
       9 cU]@j}2  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 vmW > $P  
    o^P/ -&T  
    优化过的参数为： '?]B ui  
    LIfQh  
    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{n 2  
    (tQ#('(w  
    结论： eXo7_#  
    JJ\|FZ N  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 J3Ipk-'lx  
    chw6_ctR>  
    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。 c*o05pMS  
    ;a@%FWc  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 _P6e%O8C#  
    QQ：2284816954 备注：光学     AE`z~L,  
     
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