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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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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 $cRcap  
    >}-~rZ  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 \w{@u)h  
    !a' K &  
    关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 ?"()>PJx  
    ?F!EB4E\y}  
    所需工具箱:高级光栅工具箱 P#AAOSlLV  
    \BN|?r$a  
    相关案例:100.01,101.01 ~Y\QGuT  
    4st~3,lR$  
    相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 w@87]/4Rq  
    RxlszyE  
    建模任务: 6{5q@9F  
    N YCj; ,V  
    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。 7sj<|g<h(_  
    uK$=3[;U/!  
    qIB>6bv#x  
    优化目标: x}v1X`6b  
    *y)4D[ z-  
    —TE模偏振光的透过率最大化 IeO-O'^&`  
    :9(3h"  
    —TM模偏振光的透过率最小化 +c-6#7hh  
    smQ4CLJ  
    优化函数 aL88E  
    %,33gZzf  
    —最小化TE的透过率 ]PeLcB  
    F;pTXt}?5  
    —最小化偏振度(要求>50:1) 3 t/ R2M  
    L_E^}^1!  
    DP|TIt,Rl  
       ):/,w!1  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 :M@Mmp Ph  
    DLU[<! C  
    Sbp  
    g4Y) Bz  
    优化的自由变量为: ])eOa%  
    <'W=]IAV  
    —缝宽:10—190mm YdK _.t0Mu  
    +-U@0&Y3M  
    —光栅深度:20—200nm w- r_H!-  
    =D{B}=D\IM  
    优化算法: ]y.R g{iv  
    nHnk#SAA u  
    —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。 w nWgy4:  
    —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。 yDzdE;  
    %Nl`~Kz9U  
    光路流程图和偏振分析器: o\&~CW~@~  
    C9o$9 l+B  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 j H(&oV  
    %?Rs*-F.~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。 ~xw5\Y^  
    ]\7lbLv  
    Parameter Run 的全局搜索: Sobtz}A*  
    d`85P+Qen|  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ^,+nef?=  
    mqdOu{kQ  
    Parameter Run 设置 n"iNKR>nW  
    ,6DD=w0r  
    缝宽:10—19nm 步长10nm; >'N!dM.+9  
    * flWL  
    规划深度:20——200nm 步长10nm; `v~!H\q  
    m*`cuSU|o  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 -xz|ayn  
    sllzno2bU  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 h20Hg|   
    IJ0#iA. T  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 wDMjk2 YN  
    优化函数依据迭代次数进行显示: 3^XVQS***  
    |gW    
    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。 V'j@K!)~xR  
    5Q|sta!  
    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。 _PV*lK=  
    U_l7CCK +  
    参数构成: kQIfYtT  
    !9DX=?  
    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%; U-eI\Lu  
    %&tb9_T)d  
      
    gJh}CrU-  
    局部参数优化: Sl"BK0:%7  
    }"n7~|  
    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。 Ib6(Bp9.L  
    N 'i,>  
    起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; =e{.yggE  
    Yy hny[fa9  
    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。 q? 9GrwL8F  
    \Tyf*:_F>  
    [zQ WyDu  
    > ws!5q  
    参数定义: ZE rdt:w  
    AWT"Y4Ie  
    规划深度为20-200nm,权重1e20 O |WbFf  
    iDw.i"b  
    缝宽10—190nm权重1e20 t.)AggXj#  
    7}%H2$Do  
    优化函数定义: O,|\"b1(  
    \2 >?6zs  
    ——TE效率最小值被最大化(全波段) Bc<n2 C0  
    M|8 3HTJ  
    ——偏振对比度大于50(全波段) Ak A!:!l  
    0% +'  
    ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 MwAJ(  
    ^C7C$TZS  
    aMJ;bQD  
    选择下山简法进行局部优化。 MM gx|"  
    A=X-;N#  
    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。 %i"}x/CD[  
    [7.agI@=  
       f-D>3qSS  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 1TZPef^y  
    \bold"  
    优化过的参数为: 7@l<? (  
    pj; I)-d/  
    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% k.GA8=]>  
    x8\<qh*:  
    结论: rwgsXS8W6  
    wa ky<w,  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 >DP:GcTG  
    L/i(KF{  
    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。 eFFc9'o  
    [s}/nu~U  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 :1;Q(9:v  
    QQ:2284816954 备注:光学
    /g76Hw>H  
     
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