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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 5U?O1}P  
     <-`bWz=+  
    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。 Q7+WV`&  
     3! P^?[p3  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ktU:Uq  
     | R,dsBd  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 8{4'G$6  
    uz3cho'  
    相关案例：100.01,101.01 QytO0K5  
     C >OeULD  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 |gk*{3~y  
     AH,?B*zGj  
    建模任务： f} c;s  
     A+/Lt>+AS  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 nDkG}Jk B!  
     G]B0LUT6c  
    r'i99 ~  
    优化目标： I gJu/{:y^  
    BFNO yv  
    —TE模偏振光的透过率最大化 M>k&WtqK  
     '&CZ%&(Gw  
    —TM模偏振光的透过率最小化 g!0 j1  
     wU%uO/sU9  
    优化函数： oypLE=H  
     >Iij,J5i  
    —最小化TE的透过率 orJ|Q3c)d  
     @;EQ{d  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） c<1$ zQY!  
    Q}&'1J  
     P~(&lu/;P  
       !MSa -  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 uNf'Zeo  
    %[n5mF*`  
     ( %sf wv  
    B~o3Z  
    优化的自由变量为： 8z93ETv7`  
    >uCO=T,|  
    —缝宽：10—190mm HtN: v  
     !UzE&CirV  
    —光栅深度：20—200nm ,5 8-h?B0v  
     :{w3l O  
    优化算法： 9Zx| L/\  
     %YxKWZ/?  
    —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。 Va[&~lA)  
    —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。 }r04*P(  
     X'd\b}Bm  
    光路流程图和偏振分析器： @kd$.7Y9  
     -/8V2dv3  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 K*~xy bA  
     o5],c9R9b  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 hj=n;,a9  
    ^C,rN;mX'  
    Parameter Run 的全局搜索： .WglLUJ:Z  
     P w6l'  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Fkv284,LM  
     )~)T[S  
    Parameter Run 设置 JNU9RxR  
     H( LK}[  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； aV f sF|,  
     } %3;j5 ;6  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； BDp(&=ktq  
     NX8w(~r,:  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ml~ )7J  
     RCkmxO;b&  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 yFo8 x[  
      w&U28"i>  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 +o.#']}Pl  
    优化函数依据迭代次数进行显示： a#0*#&?7@  
    "97sH_ ,  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 HELTL$j,b  
     USE!  
    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。 (>Sy,  
     _)CCD33$  
    参数构成： E]Cm#B  
     Q{hK+z`D  
    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%； }Ej^"T:H_;  
    ziAn9/sT  
      
    NR^Z#BU  
    局部参数优化： b^Do[o}5  
    nCldH|>5w  
    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。 +C$wkx]  
    ^]LWcJ?"^!  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； qE^u{S4Z@  
    m7,"M~\pX  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 i piS=  
    5IG#-Q(6sp  
    J@N q  
    ;S2/n$Ju_  
    参数定义： 'kCr1t  
    gA+@p'XnR  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 )=h+5Z>E1  
    Oi!uJofW  
    缝宽10—190nm权重1e20 `?"[u" *  
    -A8CW9|mk  
    优化函数定义： e=6C0fr  
    ][Cg8  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） j&?@:Zg v  
    w##$SaTI  
    ——偏振对比度大于50（全波段） &W y9%  
    cZ/VMQEr  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 @}e5T/{X}T  
    3}?]G8iL?L  
    LwCf}4u"  
    选择下山简法进行局部优化。 1`&"U[{  
    ,3ivB8  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 SR'u*u!  
    JLxAk14lc  
       )e\IdKl=  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 rcMSso2  
    DmpD`^?-L  
    优化过的参数为： x_KJCU  
    &FzZpH  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% NHz hGg]  
    (^Hpe5h&  
    结论： =qTmFszT  
    RC]-9gd3Q  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 "f`{4p0v  
    TzY[- YlvF  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 (f t$ R?  
    [[0u|`T/  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 d#3E'8  
    QQ：2284816954 备注：光学     f>_' ]eM%  
     
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