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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 3=aQG'B  
     [YlKR'_  
    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。 @~ ^5l  
     :bwjJ}F  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Vl& ?U  
     &,{fw@#)_  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 _`&m\Qe>  
    m qMHL2~  
    相关案例：100.01,101.01 5C o  
     tX_R_]v3  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Azl&mu  
     ' aq!^!z  
    建模任务： _m5uDF?[  
     ME46V6[LX]  
    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。 v0z5j6)-1  
     6-$jkto  
    VVac:  
    优化目标： ,,%i;  
    {.C!i{|  
    —TE模偏振光的透过率最大化 O}-jCW;K  
     /:~\5}tW  
    —TM模偏振光的透过率最小化 B +\3-q  
     IzikDc10  
    优化函数： *>7>g"  
     <D<4BnZ(  
    —最小化TE的透过率 Pg,b-W?n*  
     oHd FMD@  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） I&}L*Z?`  
    V58wU:li  
     Mm.<r-b  
       *W,]>v0%T  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 %b&". mN  
    LlX{#R  
     ! h"Kq>9 T  
    DFZkh^PFd  
    优化的自由变量为： n.'8A(,r3  
    +)!YrKuu  
    —缝宽：10—190mm @XLy7_}  
     t<#mP@Mz=N  
    —光栅深度：20—200nm JD)(oK%C  
     OK[T3/v,  
    优化算法： j9eTCJqB  
     0b+Wc43}K  
    —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。 & ?h#Z!  
    —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。 qLn/2  
     "& ])lz[u  
    光路流程图和偏振分析器： .k,1f*%  
     $?Yry. 2  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 l~c@^!  
     {@6= Q 6L  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 :o0JY= 5  
    2`7==?  
    Parameter Run 的全局搜索： 5]KW^sL  
     diJLZikk  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 H$=e -L`@  
     d4u})  
    Parameter Run 设置 e- :yb^  
     u$DHVRrF<  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； zL$@`Eh-KP  
     D^yRaP*|7  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； V=R 3)GC  
     K-bD<X  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 `NCwK6/i  
     [B+yyBtx  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 5b*M*e&=C  
     ]RPs|R?  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 <e Th  
    优化函数依据迭代次数进行显示： `|6'9  
    :o|\"3  
    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。 ykl .1(  
     "@%7-nu  
    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。 +]*zlE\N`  
     F~T]u2qt  
    参数构成： pXrFljoYl[  
     ,F79xx9ufg  
    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%； ock Te5U  
    S?>HD|Z  
      
    <Wfx+F  
    局部参数优化： D?;"9e%  
    :}5j##N  
    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。 ,5i`-OI  
    bSiYHRH.e  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； _7H7 dV  
    ;T"zV{;7BR  
    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。 ?{/4b:ua  
    SQ44  
    wP6 Fl L  
    A0o-:n Fu  
    参数定义： !Fca~31R'  
    5*+!+V^?X  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 LgKaPg$  
    Lhl]g^SN  
    缝宽10—190nm权重1e20 *AG#316  
    ZvNJ^Xz  
    优化函数定义： /I1h2 E  
    V}J)\VZ2#  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） }T; P~aG  
    kW *f.!  
    ——偏振对比度大于50（全波段） qs1 ?IYD  
    GC?ON0g5s  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 YUx.BZf7  
    Sx708`/Ep  
    |uX,5Q#6  
    选择下山简法进行局部优化。 W ?qmp|YD  
    5 xppKt  
    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^O2\G#B  
    v>$'iT~l  
       j"}*T  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ,VCyG:dw  
    Rtb7|  
    优化过的参数为： le1}0 L  
    'm4W}F  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% !qv ea,vw  
    'JCZ]pZ  
    结论： '_GrD>P)-  
    wj,:"ESb4  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 >d,jKlh^.%  
    T+*%?2>q"  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 v:!Z=I}>  
    byLft 1  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 { &"CH]r  
    QQ：2284816954 备注：光学     GO__$%~  
     
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