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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 V[8!ymi0  
     nbw8YO(=  
    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。 l7WZ" 6d  
     0p,_?3nX  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 =%77~q-HL  
     @Rd`/S@  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 #VZ-gy4$\B  
    .^- I<4.  
    相关案例：100.01,101.01 X#W6;?Z\  
     -hK^*vJ  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 %Zeb#//Jz  
     BL0xSNE**  
    建模任务： gYpFF=7j<@  
     g |]Hm*  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 ?U:c\TA,m  
     gxDyCL$h3  
    Pr/q?qZY  
    优化目标： vN6)Szim  
    wLq#,X>%B  
    —TE模偏振光的透过率最大化 +nYF9z2  
     \  6Y%z  
    —TM模偏振光的透过率最小化 }y|_v^  
     ![[:Z  
    优化函数： Fe2iG-ec  
     H'@@%nO (  
    —最小化TE的透过率 I0bkc3  
     sEa|2$  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ;MO,HdP;  
    e9F+R@8  
     _bCIVf`  
       V4*/t#L/  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 o~x49%X<c  
    :9|CpC`.  
     3|Y.+W  
    H9=8nLb.  
    优化的自由变量为： 7Zh#7jiZ`  
    u~'j?K.^  
    —缝宽：10—190mm tv9 R$-cJ  
     m4c2WY6k  
    —光栅深度：20—200nm A2nL=9~   
     Xq$9H@.  
    优化算法： 7MX5hZF"  
     YB9)v5Nz(  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 9+'*  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 E**Hu9  
     ?J5E.7o  
    光路流程图和偏振分析器： `! )^g/>0i  
     uF@DJX}>  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 5BMrn0  
     Zu ![v0  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 F,xFeq$/{  
    AR)A <  
    Parameter Run 的全局搜索： &*qAB)* *  
     {u$<-W-&  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Pu2cU5n  
     {%v{iE>  
    Parameter Run 设置 {G-y7y+E  
     LV]F?O[K=  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 9d+z?J:  
     1{CVd m<9  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； t|59/R  
     -aM7>YR  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 $*+`;PG-  
     vn.j>;E'  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 f!}e*oX  
     HA;G{[X  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 u/HNXJ7M`9  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ej]>*n  
     rUBc5@|  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 _sqV@ J  
     RxGZ#!j/  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 5J*h7  
     M~*o =t  
    参数构成： 10..<v7  
     3W@ta1  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； M~djX} #\  
    Nk$OTDwP  
      
    6hf6Z 3  
    局部参数优化： Ft 2u&Rtx  
    }N#hg>; B  
    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。 a(K^/BT  
    0' II6,:  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； O.'\GM  
    [_3L  
    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。 6iJ\7  
    w*IDL0#  
    B&z~}lL  
    lm(k[]@  
    参数定义： 9Z.W R-}  
    z 5IdYF?  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 w7Vl,pN,  
    u\}"l2 r  
    缝宽10—190nm权重1e20  kSU]~x  
    Qg gx:  
    优化函数定义： cp3O$S  
    Yi#U~ h  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 4w(#`'I>  
    /\UFJ  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 2!g7F`/B  
    kTS #>uS  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 3W"l}.&ZJ"  
    *ta?7uSiT  
    P~OD d(  
    选择下山简法进行局部优化。 f]]UNS$AYQ  
    @LR:^>&*  
    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。 K|sx"u|?  
    %j2ZQ/z  
       Tj,1]_`=V$  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 |E9iG  
    VgcLG ]tE[  
    优化过的参数为： vjO@"2YEw  
    Ce!xa\  
    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% &bT \4  
    ]Qh0+!SdG  
    结论： :6y;U  
    S3.76&  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 NaYr$`  
    I2<5#|CXpZ  
    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。 h5VZ-v_j  
    eaCh;IpIf  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 4~mmP.c  
    QQ：2284816954 备注：光学     Zp <^|=D  
     
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