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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 O$V 6QJ  
     b54<1\&  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 ;$wS<zp6  
     #KF:(2  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 No=Ig-It  
     $pyM<:*L&<  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 DGz'Dn  
    7<<pP  
    相关案例：100.01,101.01 8$io^n\i  
     mVcpYyD|k  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Xw(e@ :  
     rW0# 6  
    建模任务： 1Thr74M  
     (wdE@/V  
    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。 nU-.a5  
     ;]D@KxO$dJ  
    |"8Az0[!  
    优化目标： |FHeT*"  
    m"t\@f  
    —TE模偏振光的透过率最大化 rRRiqmq  
     @Kd1|K  
    —TM模偏振光的透过率最小化 >pW8K[  
     ID & Iz  
    优化函数： 2`Ub;Nn29  
      oJ ~ZzW  
    —最小化TE的透过率 2 :u4~E3  
     >9'G>~P~I=  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ]tA39JK-i  
    OmQSNU.our  
     |\TOSaZ  
       : ~"^st_[!  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 IHZ WNT2  
    MCD]n  
     &PI}o  
    yv =LT~  
    优化的自由变量为： [cwc}f^  
    ~aQ>DpSEf  
    —缝宽：10—190mm eS8tsI  
      VT96ph  
    —光栅深度：20—200nm z'=*pIY5f  
     GMU.Kt  
    优化算法： Y5&Jgn.l  
     {9vvj  
    —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。 I& l1b>  
    —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。 gQ3Co./  
     y8HLrBTza  
    光路流程图和偏振分析器： \[Op:^S  
     mf=,6fx28  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 8W)3rD>  
     .'mmn5E  
    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。 <?kr"[cQeP  
    HK) $ls  
    Parameter Run 的全局搜索： I~\j%zD  
     .\= GfF'  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 gRIRc4p  
     IzF7W?k  
    Parameter Run 设置 7Oe |:Z  
     O Ul+es  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； VJJGTkm  
     :BKY#uH~  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； XL c&7  
     1fM= >Z  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 W-<E p<7{  
     $%ZEP> ]  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 rQg7r>%Q  
     yS p]+  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Zy,U'Dv  
    优化函数依据迭代次数进行显示： b2u_1P\  
    }WS%nQA  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 o[q Kf  
     Yxz(g]  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 h.>6>5$n  
     vNlYk  
    参数构成： o)F^0t  
     |C?<!6.QmV  
    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%； RKFj6u  
    ~j}di^<{  
      
    c) Zid1  
    局部参数优化： jG)fM?  
    [_*%  
    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。 J @C8;]  
    V^B'T]s  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； NlXHOUw)u  
    Sq8` )$\  
    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。 .>DqdtP[  
    YQe9g>G&  
    mG@xehH  
    vS%o>"P  
    参数定义： jjL(=n<J<"  
    W4Rs9NA}  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ' Z:FGSwT  
    9i GUE  
    缝宽10—190nm权重1e20 A+w51Q  
    Q!(16  
    优化函数定义： >M[wh>  
    5VdF^.:u  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ]f#ZU{A'mt  
    $HT {}^B  
    ——偏振对比度大于50（全波段） /{ Lo0  
    fvK):eCo  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Tm~a& p  
    .P+om<~B  
    |S[Gg  
    选择下山简法进行局部优化。 RhIRCN9  
    H(9%SP@[c  
    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@brXA  
    +#7 e?B  
       ukb2[mb*u  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 'AU(WHf  
    8sjAr.iT.  
    优化过的参数为： I!3qb-.Q  
    :S'P lH  
    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% VCfa<hn  
    !4TMgM  
    结论： '1{co/Y  
    xU+c?OLi  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 &Iv3_T<AF  
    tQE=c 7/M  
    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。 =EwC6+8*M  
    D_er(  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 xR `4<  
    QQ：2284816954 备注：光学     hvCX,^LoJ  
     
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