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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 #!M;4~Sfx  
     DzvGR)>/  
    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。 &eX^ll  
     l8!n!sC[,  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 HBgt!D0MZ  
     ^(yU)k3pu  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 sX=_|<[  
    S 5nri(m  
    相关案例：100.01,101.01 y8O<_VOO}"  
     "V7&@3  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 l'(7p`?  
     Z <tJ+  
    建模任务： e_CgZ  
     E.rfS$<1  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 >1d`G%KfG  
     c ]&|.~2&  
    [,p[%Dza  
    优化目标： vC!}%sxVw_  
    ~G`(=\_0  
    —TE模偏振光的透过率最大化 h{M.+I$}C  
     D& #ph%U,P  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Y[ toN9,  
     D7b] ;Nf\  
    优化函数： IH '&W  
     . [\S=K|/  
    —最小化TE的透过率 H!dg(d^  
     skn];%[v\  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 5J8U] :Y)  
    =P<7tsSuoK  
     cYp]zn+6  
       SdBo sB3v>  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ;3WVrYe  
    L+y90 T6?  
     '\.fG\xD  
    {kgV3 [%>  
    优化的自由变量为： F2RU7o'f.  
    3]}wZY0  
    —缝宽：10—190mm $17utJ 58  
     P mgTTI  
    —光栅深度：20—200nm x*uQBNf=  
     E%6}p++  
    优化算法： %) 8 UyZG  
     7ClN-/4  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 PF?tEw_WB  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 \sZ!F&a~  
     U#W9]il$  
    光路流程图和偏振分析器： Ks@  
     U6@ j=|q  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 N v,Yikf  
     1zUo.Tg0  
    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。 \vvV=iw  
    m#a0HH  
    Parameter Run 的全局搜索： 1FiFP5  
     2pEr s|r  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 o3~ecJ?k  
     L^zF@n^5A  
    Parameter Run 设置 h}o7/p  
     B&E qd  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ]N+(SU  
     E/</  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； *u4h+P  
     =)GhrWeVi4  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ], HF) 21  
     ~]_g q;bG  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 G 'sEbw'[  
     W7QcDR y6  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 3"Y |RSy  
    优化函数依据迭代次数进行显示： !Z*2X ^  
    QFm~wv 8:  
    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。 - kVt_  
     [80L|?, *  
    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。 B~oc.s g  
     7]w]i5  
    参数构成： "[ 091<  
     U!rhj&n  
    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%； O*dN+o  
    ersddb^J]  
      
    oyS43/."  
    局部参数优化： Bu\:+3)  
    kCO`JAH#  
    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。 `czL$tN<P  
    7r?s)ZV  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； /K{` gc  
    B1GBQH$Ms  
    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。 qd=&*?  
    O|opNr  
    H +O7+=&  
    Ungex@s_  
    参数定义： 4PwjG;!K  
    zCZ]`  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 tp-PE?  
    Uk=-A @q  
    缝宽10—190nm权重1e20 -^i[   
    Ps@a@d"83  
    优化函数定义： )zzK\I6/EQ  
    .]_ (>^6  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） h7iI=[_V  
    "Cz8nG  
    ——偏振对比度大于50（全波段） XN@F6Gj  
    ^{3,ok*Nf  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 %z}{jqD&:X  
    Z Sj[GI  
    &\Es\qVSf  
    选择下山简法进行局部优化。 L{py\4z'_  
    +=v6 *%y"V  
    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。 H B}!Lf#*P  
    :`~;~gW<  
       0=3Av8  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 8Z{e/wnVF  
    i/j DwA  
    优化过的参数为： .Du-~N4\  
    3dlL?+Y#  
    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% Q Q3a&  
    &Ff#E?Y4|  
    结论： 2 1b  
    8<gYB$* S  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 u|v2J/_5Y  
    $IZ02ZM$  
    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。 K"%_q$[YQ  
    g%P6f  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 z+RA  
    QQ：2284816954 备注：光学     n-/ {H4\  
     
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