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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 #LOwGJ$yVz  
     sx<%2  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 4X|zmr:A  
     nFs(?Rv*  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 g=o4Q< #^y  
     p D+k*  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 >F&47Yn  
    o _H`o&xr  
    相关案例：100.01,101.01 Rws3V"{`[  
     POR\e|hRT]  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 =nHgDrA_  
     FC"8#*x  
    建模任务： ?0xgRe<  
     29q _BR *:  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 2f_:v6   
     ;jTN | i'  
    3oG,E;(  
    优化目标： =mmWl9'mJ  
    !0E&@X:-  
    —TE模偏振光的透过率最大化 RCLeA=/N@0  
     #cLBQJq  
    —TM模偏振光的透过率最小化 pY$Q  
     }4S6Xe  
    优化函数： 76` .Y  
     >&#)Tqt!?  
    —最小化TE的透过率 '[O;zJN;  
     z&^&K}  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） T9q-,w/j;  
    KCDE{za  
     W+1^4::+  
       *4_Bd=5(U  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 /|#fejPh  
    D7qOZlX16  
     8e"gW >f  
    0Fr?^3h  
    优化的自由变量为： w)jISu;RG  
    8sK9G` k  
    —缝宽：10—190mm -n5)w*b,  
     HLHz2-lI  
    —光栅深度：20—200nm #yvGK:F  
     y L~W.H  
    优化算法： rk)`\=No  
     ~.lPEA %%  
    —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。 fLAw12;^  
    —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。 t<?,F  
     @!d{bQd,  
    光路流程图和偏振分析器： eGbG w  
     S`m]f5u|  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 8qu6.  
     R_S.tT!  
    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。 jOD?|tK&  
    "Os_vlapHo  
    Parameter Run 的全局搜索： -+-_I*(  
     yJe>JK~)  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 26x[X.C:  
     QnX(V[  
    Parameter Run 设置 i<g-+Qs  
     CQDkFQq-dq  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； s=/v';5J2!  
     j^2j& Ta  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 2gVm9gAHUd  
     H~z`]5CN  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 I[X772K  
     d9|<@A  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 {U !g.rh  
     Tc3yS(aq  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Z>#i**  
    优化函数依据迭代次数进行显示： LvYB7<zk>  
    b9dLt6d  
    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。 ^@NU}S):yN  
     V,N%;iB}  
    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。 ! #2{hQRu  
     !brf(-sr)  
    参数构成： /fV;^=:8c  
     b<gr@WF  
    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%； SGlNKA},A  
    vd4ytC  
      
    BsYa3d=}  
    局部参数优化： ls)%c  
    c6]D-YNF G  
    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。 2*#|Nj=^  
    1|-Dj|  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； wZZt  
    Hc(OI|z~  
    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。 q;)JISf.  
    %z 4Nl$\  
    x0:m-C  
    yY&I dE  
    参数定义： p0<\G  
    _n>,!vH  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Ck7uJI<x  
    e'D&8z_;  
    缝宽10—190nm权重1e20 PBkt~=j  
    5( HG|  
    优化函数定义： GYUn6P  
    (0y~%J  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） _~iw[*#u  
    $[=%R`~w  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ]}2ZttQ?  
    )~ h}  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 #" iu| D  
    "vE4E|  
    ]yPqLJ  
    选择下山简法进行局部优化。 H\tUpan6fy  
    , ^f+^^  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 M{hg0/}sUW  
    161xAig  
       xbYi.  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 }s<4{:cv+  
    _X"N1,0  
    优化过的参数为： aM0f/"-_  
    n3 r3"~i  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% Qhcu>r a  
    zi*R`;_`,  
    结论： L.0mk_&  
    A#'8X w|  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ,>+p-M8ZL  
    ':m,)G5&  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 7CTFOAx#  
    L"*/:$EJL.  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 mZ"4&U  
    QQ：2284816954 备注：光学     a8Nh=^Py  
     
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