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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 swe6AQ-  
     $UO7AHk  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 Up)b;wR  
     3v5]L3  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 !dSY?1>U<  
     A]ciox$AjW  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ]D%D:>9|/  
    ;./Tv84I^  
    相关案例：100.01,101.01 xOPSw|!w  
     0t6s20*q  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 $Omc Ed  
     0.bmVN<  
    建模任务： cM.q^{d`  
     W!V06.  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 NuW9.6$Jrf  
     ;sCX_`t0E  
    /V-7u  
    优化目标： !#g`R?:g  
    rJ KX4,M  
    —TE模偏振光的透过率最大化 4?1Ac7bE  
     23&;28)8  
    —TM模偏振光的透过率最小化 *+lnAxRa?  
     ] QtGgWtC  
    优化函数： c"77<Db$  
     pA"pt~6  
    —最小化TE的透过率 }a|S gI  
     ~\Fde^1  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） |]Pigi7y-  
    U/wY;7{)#  
     !5Z?D8dcx  
       p"JITH :G  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 V=QvwQlZ  
    u;J9aKD  
     Su-LZ'C\  
    ;m@>v?zE  
    优化的自由变量为： oI/@w  
    ;@ %~eIlu  
    —缝宽：10—190mm 31<hn+pE &  
     E&GUg/d  
    —光栅深度：20—200nm yV=hi?f-[V  
     _Ev"/ %  
    优化算法： ZO W{rv]  
     W^P%k:anK  
    —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。 kSoAnJ|  
    —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。 C7eaioW$  
     x.>z2.  
    光路流程图和偏振分析器： 73Tg{~  
     hRtnO|Z6  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 VDCrFZ!]  
     0ot=BlMu  
    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。 E!C~*l]wJx  
    (~zdS.  
    Parameter Run 的全局搜索： =+A8s$Pb  
     _av%`bb&z9  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 mzfj!0zR*  
     fb&K.6"  
    Parameter Run 设置 _H<ur?G  
     W5EB+b49KM  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； C Vyq/X  
     `61VP-r  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 80c\O-{  
     +twJHf_U  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ;'p X1T  
     bmzs!fg_~R  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ^L*:0P~  
     ~Se/uL;*  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 @;JT }R H-  
    优化函数依据迭代次数进行显示： )TVyRYZ1  
    >eWHPO  
    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。 Zb<DgJ=3  
     c3g\*)Jz"F  
    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。 [ wr0TbtV  
     gy_n=jhi+  
    参数构成： +w%MwPC7`  
     By:A9 s  
    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%； LtXFGPQf  
    V)_mo/D!D  
      
    :,LX3,  
    局部参数优化： L`yS '  
    *"q ~z  
    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。 )xT_RBR  
    q@r8V&-<  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； hXmW,+1  
    ;UArDwH  
    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。 M5[AA/@  
    +c+#InsY  
    p`T7Y\\#!  
    h9 [ov)  
    参数定义： uRxo,.}c  
    . m@Sk`s  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 kYmkKl_  
    vb\UP&Ip  
    缝宽10—190nm权重1e20 pV<18CaJ  
    '!b1~+PV  
    优化函数定义： !xA;(<K[^  
    `hY%<L sI  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） dHg[0Br)r  
    }+,1G!? z  
    ——偏振对比度大于50（全波段） xBl}=M?Qu  
    {[NBTT9&  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ,K,n{3]  
    $:{uF#  
    OqHD=D[  
    选择下山简法进行局部优化。 ?.,..p  
    /2~qm/%Q  
    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。 bt-y6,> +E  
    3{]csZvW  
       1vx:`2 A4  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 u\Tq5PYXt  
    [ !].G=8  
    优化过的参数为： vRVQ:fw  
    O{%yO=`r  
    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% m';:):  
    h/QZcA  
    结论： !J3g,p*  
    n B`pfg  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Jx.Jx~  
    gY=nU,;  
    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。 [(F.x6z)  
    [59_n{S 1  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 tF O27z@  
    QQ：2284816954 备注：光学     ApG_Gd.  
     
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