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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 =BzBM`-o  
     zZV9`cqZ{  
    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。 ?y^ ix+ M  
     UBx0Z0Y  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 z@2nre  
     ;\iu*1>Z,&  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 _ sBFs.o  
    N Q }5'  
    相关案例：100.01,101.01 @>[3 [;  
     2F:X:f  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ) 3I|6iS  
     h5[.G!  
    建模任务： = Ru q  
     UDb  
    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。 W}k)5<C4v  
     7[8d-Sf24{  
    x!UGLL]_M  
    优化目标： 8+~'T|  
    3UJSK+d\  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ;AT~?o`n  
     !XY}\zKq  
    —TM模偏振光的透过率最小化 N0fmC*1-  
     3 FLht L  
    优化函数：  j g_;pn  
     dj3E20Ws  
    —最小化TE的透过率 q_:B=w+bC  
     wE_#b\$=b  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 9>d~g!u=  
    q)]S:$?BT  
     AaJz3oncJ  
       aMyf|l.  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 8uB6C0,6?  
    \Qz  
     _\AT_Zmy  
    {-s7_\|p(  
    优化的自由变量为： E\~!E20^  
    5Veybchy "  
    —缝宽：10—190mm e'dZ2;X$zo  
     &P>a  
    —光栅深度：20—200nm 200Fd8Ju  
     0+_:^z  
    优化算法： Z'y:r2{ql  
     )7iYx{n  
    —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。 ffh3okyW0  
    —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。 n}q/:|c  
     }_cX" s  
    光路流程图和偏振分析器： WOf*1C  
     4+a u6ABy  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 {I QCA-AI  
     2@pEuB3$?!  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 M"z3F!-j  
    ]q@W(\I  
    Parameter Run 的全局搜索： !*=+E%7  
     x5!lnN,#  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 M!] g36h[  
     :JG2xtn  
    Parameter Run 设置 FQikFy(YY  
     G+jcR; s  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； o%?~9rf]]  
     )Jd{WC.  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； <,(Ww   
     __,}/|K2  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 +FtL_7[v  
     qvN 5[rb  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 !8OUH6{2  
     JJE0q5[  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 -'::$ {  
    优化函数依据迭代次数进行显示： u[1'Ap  
    n ,CMGe^:  
    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。 y ;T=u(}  
     k[;(@e@c  
    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 SjZ1`  
     gX *i"Y#  
    参数构成： ;p2a .P  
     \d"M&-O  
    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%； p+|(lrYC  
    GbbD)  
      
    9N{"ob Z  
    局部参数优化： -S *MQA4  
    8i?h{G IMV  
    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。 / ,#&Htk  
    dFVm18  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； @;H1s4OZ  
    P*sb@y>}O  
    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。 PEHaH"|([=  
    tD !$!\`O  
    <)$b=z  
    #u6ZCv7u  
    参数定义： .#$D\cwV  
    ' CO3b,  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 NHq*&xy  
    (.54`[2+L  
    缝宽10—190nm权重1e20 h"5!puN+  
    {`CmE/`{  
    优化函数定义： \3v}:E+3  
    S) [$F}  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） k->cqtG  
    N8w@8|KM  
    ——偏振对比度大于50（全波段） - d(RK_  
    dTW3mF4=  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 X7gtR|[  
    gw);b)&mx  
    b(.,Ex]  
    选择下山简法进行局部优化。 J`4{O:{4  
    b".e6zev  
    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。 X[ up$<  
    ykbTWp$Y4Z  
       &fYV FRVkq  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 .8.LW4-ff  
    C [h^bBq  
    优化过的参数为： ' Zmslijf  
    kan4P@XVS  
    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% V}UYr Va#9  
    ~)&im.Q4  
    结论： ' ;PHuMY#X  
    >*aqYNft  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 49m}~J=*  
    e+=P)Zp/  
    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。 ^|0>&sTHOH  
    jvfQG:F }  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 R7xEE7p  
    QQ：2284816954 备注：光学     =-U8^e_Y  
     
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