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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 7A4_b8  
     8? &!@3n  
    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。 XV:icY  
     hV[=  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 btv.M  
     ]B9Ut&mF;  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 {%XDr,myd  
    *)um^O  
    相关案例：100.01,101.01 4'U #<8  
     WcKL=Z?(  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 hT[w" &3  
     KcF#c_f   
    建模任务： L(\o66a-rV  
     k)B]|,g7G0  
    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。 Ah1fcXED  
     A<P rsk!  
    1g bqHxWI  
    优化目标： s.K Hm L3  
    Sz'JOBp  
    —TE模偏振光的透过率最大化 EmubpUS;  
     U8icP+Y  
    —TM模偏振光的透过率最小化 D+69U[P_A  
     A"R5Fd%6pc  
    优化函数： 9ZXEy }q57  
     A]q"+Z]  
    —最小化TE的透过率 9ld'SB:#  
     4/M~#  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 7S)u7  
    WR@TH bU  
     DW.vu%j^[  
       8@- UvT&o  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ^Yu%JCN8g  
    3v7*@(y  
     o@blvW<v7  
    4l`"P~=2<  
    优化的自由变量为： D+xHTQNTL  
    %W:]OPURK  
    —缝宽：10—190mm kqyPb$Wy  
     wSd o 7Lb  
    —光栅深度：20—200nm ]Y@B= 5e/  
     E4dN,^_ F!  
    优化算法： Rw#4 |&  
     Qfd4")zhG  
    —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。 +YK/^;Th  
    —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。 Aq:1  
     y?*4SLy  
    光路流程图和偏振分析器： pQf5s7  
     f=/IwMpn  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 f hS4Gb_  
     -OPJB:7Z  
    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。 \C.s%m  
    BT8L'qEj  
    Parameter Run 的全局搜索： wYIlp  
     \c.MIDp"  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 X23#y7:  
     ,2?Sua/LD  
    Parameter Run 设置 sAec*Q(R  
     0281"aO  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 9et%Hn.K'  
     x\MzMQ#Bf  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； }:2GD0Ru  
     ,/ bv3pE  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 QKt[Kte  
     sp'f>F2]  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 m0zbG1OE  
     (viGL|Ogn  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 d"Aer  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ueD_<KjE=  
    G34fxhh  
    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。 Oj~4uT&"  
     mM6X0aM  
    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。 6)_svtg  
     ?ot7_vl  
    参数构成： o,yP9~8\  
     ZIo%(IT!c  
    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%； }2nmfm!  
    g4-UBDtYt  
      
    OPtFz6   
    局部参数优化： dNg5#?mzT5  
    N& 683z  
    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。 U&}v1wdZ3  
    4gkaCk{]  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； VwKo)zH  
    DN%b!K:  
    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。 ;VI/iwg  
    ?wpS  
    :,'yHVG\  
    Z>t,B%v  
    参数定义： ,6iXlch  
    f%2>pQTq@)  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Y"dUxv1Ap  
    +8#hi5e  
    缝宽10—190nm权重1e20 2#hfBJg@  
    ]8;2Oh   
    优化函数定义： '1r<g\ l  
    )] C"r_  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） {^jk_G\ys  
    a2!;$B%  
    ——偏振对比度大于50（全波段） s`63 y&Z[  
    9-( \\$%  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 $YztLcn   
    *@(j'0hj  
    ~( ~ y=M  
    选择下山简法进行局部优化。 EK=PY  
    X<*-d6?gD`  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 4/J"}S  
    pX LXkF?  
       |[B JZ  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 .s8u?1b  
    EjDr   
    优化过的参数为： 'n dXM   
    pHKGK7 S-  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% ^|j @' @L  
    ]qPrXuS/  
    结论： Gj ka %  
    :% m56  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ?Fp2W+M j  
    i~sW_f+  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 @||GMA+|  
    f~ -qjEWm  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 :|TQi9L$rj  
    QQ：2284816954 备注：光学     og)f?4  
     
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