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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 h?3l  
     np\2sa`  
    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。 Tv,.  
     oEoJa:h  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 m:f ouMS  
     0k 0c   
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ?En| _E_C  
    <`j[;>O  
    相关案例：100.01,101.01 [2 w <F[  
     m4U+,|Fa  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 =#2qX> ?  
     agm5D/H]:  
    建模任务： 'h6} cw+K  
     :8Ts'OGwI  
    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。 -b\ V(@5  
     qvU$9cTY  
    Q=L$7   
    优化目标： dF11Rj,~ 8  
    +<WRB\W  
    —TE模偏振光的透过率最大化 pebx#}]p-  
     Y:!/4GF  
    —TM模偏振光的透过率最小化 T ~~[a|bLa  
     1;:t~Y  
    优化函数： |8qK%n f}  
     j)tC r Py  
    —最小化TE的透过率 =#Cf5s6qt  
     t#pqXY/;D  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） -8Jl4F ,  
    Z: lB:U'o  
     a}qse5Fr  
       JdUz!=I  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 {I9 N6BQ&  
    Hdbnb[e  
     /=YqjZTCq  
    g\\1C2jG  
    优化的自由变量为： a j@C0  
    ;;w6b:}-c  
    —缝宽：10—190mm WW [`E  
     N{ V5 D  
    —光栅深度：20—200nm ]Z$TzT&@%  
     4&oXy,8LC  
    优化算法： j*H;a ?Y  
     mzV"G>,o  
    —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。 9 yW ~79n  
    —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。 vpeBQ=2\  
     y@kcXlY  
    光路流程图和偏振分析器： 6}i&6@Snq?  
     >^H'ZYzw  
    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`"-$99|t1  
     Ku0H?qft(  
    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。 3Zaq#uA  
    >FY&-4+v  
    Parameter Run 的全局搜索： i{|lsd(+  
     6R-C0_'h  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 dE5 5  
     $h,&b<-  
    Parameter Run 设置 OC?Zw@  
     T\2) $  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； <;z[+6T  
     M$&WM{Pr^  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； > h,y\uV1  
     49xp2{  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 rb *C-NutE  
     CQBT::  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ![a/kj  
     rq<`(V'2  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 @Xq&t}*8  
    优化函数依据迭代次数进行显示： pcRF: ~TE  
    Tsm1C#6 Y*  
    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。 Mt[Bq6}ZD  
     g{A3W) [ b  
    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。 5:*5j@/S  
     `z3|M#r\;  
    参数构成： f[JI/H>  
     MfXt+c`r  
    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%； d7W%zg\T  
    fuNl4BU  
      
    & %N(kyp  
    局部参数优化： *=$[}!YG  
    |'U,/  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 `d}W;&c  
    VO. -.  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； r~Y>+ln.  
    8qFUYZtY  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 ER~T'-YMS  
    wUZQB1$F  
    6C:x6'5[  
    gB/;clCdX)  
    参数定义： [<D+p qh  
    6?%]odI#  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 U;';"9C2>  
    e Z@Gu  
    缝宽10—190nm权重1e20 K[Y c<Q  
    =w',-+@  
    优化函数定义： "C:rTIH  
    ^H5w41  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） _-@ZOhw&  
    b:fxkQm  
    ——偏振对比度大于50（全波段） W$z#ssr  
    -!XrwQyk  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 lp:_H-sG  
    ?*CRa$_I|  
    (y=dR1p  
    选择下山简法进行局部优化。 _wm~}_Q  
    CCuxC9i7  
    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。 !(W[!%  
    3xBN10R#  
       /lf\ E=  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 |9+bSH9  
    ,]f),;=  
    优化过的参数为： e ZynF<i  
    ge^!F>whr  
    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% tW:W&|q  
    P7}t lHX  
    结论： xM%H~(  
    {udrT"h  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ,"@w>WL<9  
    VKT@2HjNT`  
    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。 jZa25Z00  
    @ L\-ZWq  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ])N|[|$  
    QQ：2284816954 备注：光学     M]J[6EW  
     
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