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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 6 nGY^  
     B/YcSEY;  
    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`jCsT  
     l`rC0kJ]  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 8&a_A:h  
     *PB/iVH%6  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 =l|>.\-  
    R+. Nn  
    相关案例：100.01,101.01 0o68rF5^s  
     <%,'$^'DS  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 {^&k!H2  
     +J40wFI:y  
    建模任务： anx&Xj|=.F  
     NV!4(_~  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 9A;6x$s  
     @P70W<<  
    DPPS?~Pq  
    优化目标： %aLCH\e  
    IvSn>o  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Oc-u=K,B  
     jyjQzt >\  
    —TM模偏振光的透过率最小化 rdI]\UH  
     2NR7V*A  
    优化函数： ?Y!U*& 7  
     p+D=}O  
    —最小化TE的透过率 ;F,qS0lzE  
     V [4n'LcE  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） k|ip?O  
    {"4<To]z  
     |LFUzq>j  
       -h9#G{2W[  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 +wts 7,3  
    e-!?[Ujv*%  
     <[8@5?&&  
    pDhY%w#  
    优化的自由变量为： xK!DtRzsA  
    _> Ln@  
    —缝宽：10—190mm 8|vld3;  
     !c_u-&b)  
    —光栅深度：20—200nm "8_,tYAH  
     V#H8d_V  
    优化算法： #[,= 1Od(q  
     :tlE`BIp  
    —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。 k1wr/G'H[  
    —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。 a],h<wGEx  
     . z].:$J&  
    光路流程图和偏振分析器： X4 Y  
     V@Kn24''  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 NE[y|/  
     \AJS,QD  
    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。 :R3P 58>  
    CjmV+%b4  
    Parameter Run 的全局搜索： 4[(? L{  
     o]p#%B?mZ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 <4sj@C  
     Ik-oI=>.  
    Parameter Run 设置 59K}  
     QD}1?)}  
    缝宽：10—19nm 步长10nm；  9^p32G  
     W7W3DBKtSm  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； uwId  
     a.CF9m5]c  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 $ {@q?iol  
     7 {nl..`  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 RCQAtBd  
     kI<Wvgo L  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 G#'Q~N  
    优化函数依据迭代次数进行显示： +>u>`|  
    $59nu7yr  
    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。 KZW'O b>[  
     hXPocP  
    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。 d<_NB]V&F  
     yqYhe-"  
    参数构成： =9fEv,Jk  
     w)^\_uAlS  
    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%； x!`b'U\  
    sK`< kbj  
      
    2Gm-\o&Td"  
    局部参数优化： b h*^{  
    @~s~/[  
    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。 z'T=]- D  
    (Hl8U  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 8H7O/n  
    /MhS=gVxM  
    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。 Rnzqw,q  
    %N>\:8 5?  
    )tScc*=8  
    !e&rVoA  
    参数定义： rAM *\=  
    Ny.*G@&  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 _Q)d+Fl  
    u0s'6=  
    缝宽10—190nm权重1e20 L 43`^;u  
    @81-kdTx  
    优化函数定义： (1rJFl!  
    5GaoJ v  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Zd8drT'@#  
    ix^gAot  
    ——偏振对比度大于50（全波段） VccM=w% *  
    0r0c|*[+4z  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 hHCzj*5  
    \Bt =bu>Z  
    <{E;s)hD?  
    选择下山简法进行局部优化。 Q! Kn|mnN  
    ax4*xxU  
    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。 s fyBw  
    xLe =d|6  
       |3S'8Oe CI  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 \{[D|_   
    #fwzFS \XL  
    优化过的参数为： ~B<97x(X  
    y!SF/i?Py  
    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% kxygf9I!;  
    V_Xy2<V  
    结论： nDyvX1]  
    Vu_&~z7h  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ;&If9O 1  
    UHr {  
    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。 PP!l  
    jo<>Hc{g>  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ri"?, }(  
    QQ：2284816954 备注：光学     ,c@r` x  
     
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