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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 TG8U=9qt  
     _,v?rFLE  
    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。 /E{tNd^S  
     pRxVsOb  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 DzA'MX  
     8 l= EL7  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 T*Ge67  
    A.7lo  
    相关案例：100.01,101.01 })kx#_o]'d  
     GV ) "[O  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 =_3rc\0  
     p/u  
    建模任务： ME!P{ _/  
     FYu30  
    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。 DnhbMxh8o  
     x[)]u8^A  
    P.k>6T<U>  
    优化目标： Voq/0,d  
    ZQir?1=  
    —TE模偏振光的透过率最大化 y=+OC1k\8  
     0t"Iq71/  
    —TM模偏振光的透过率最小化 B]b/(Q+  
     9mn~57`y  
    优化函数： tQxxm=>  
     W?!rqo2SP  
    —最小化TE的透过率 9C Ki$L  
     wL]#]DiE  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ~ Al3Dv9x  
    5A 5t  
     8yDsl  
       Hd7Vp:KM  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 T%Cj#J&L  
    ?UIW&*h}  
     jLO$[c`;  
    L:?Ew9Lf  
    优化的自由变量为： Z-_Xt^N  
    =;Co0Q`  
    —缝宽：10—190mm kD1Nq~h2  
     <-G3Qgm  
    —光栅深度：20—200nm r58<A'#  
     =|empv#  
    优化算法： p/7'r  
     agruS'c g  
    —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。 @;y@Hf'Jv  
    —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。 5.oY$tb(  
     UQYHR+  
    光路流程图和偏振分析器： j` * bz-  
     |yp^T  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ,z`D}< 3  
     9B83HV4J  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 " ;T a8  
    :P%?!'M  
    Parameter Run 的全局搜索： aTvLQ@MQ  
     jA~omX2A  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 r~oUln<[  
     M$>Nd6,@N  
    Parameter Run 设置 '^7UcgugB  
     X_bB6A6  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； KyP@ hhj  
     xb9^WvV  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； OUO'w6m!  
     saQo]6#  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 <HS{A$]  
     Vu4LC&q  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 =,qY\@fq  
     EKN<KnU%  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ]-a/)8  
    优化函数依据迭代次数进行显示： e.XD5~Ax  
    Qz2jV  
    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。 -?{g{6  
     4k<U5J  
    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。 'IVC!uL,%  
     <m{#u4FC'  
    参数构成： 'Ce?!U O  
     \'('HFr,  
    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%； R*k;4*1u  
    $/(``8li_  
      
    /!6 VP |  
    局部参数优化： #(a;w  
    ? IlT[yMw  
    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。 `jhbKgR[  
    10r!p: D  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； K)Z~ iBRM  
    Ro<5c_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。 maQxU(  
    [ws;|n h  
    gA1j'!\6l9  
    ^HT vw~]5  
    参数定义： ~-%z:Re'_  
    8-kR {9r  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 pj3H4yCM:  
    gOE ?  
    缝宽10—190nm权重1e20 WHLTJ]OB  
    )/OIzbA3#  
    优化函数定义： 2pSp(@N3  
    L7xiq{t`Y  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Z$('MQ|Ur  
    C+t|fSJ  
    ——偏振对比度大于50（全波段） B7[#z{8'#  
    gdyWuOxa|  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Y[rCF=ZVH  
    ={6vShG)m  
    GGZ9DC\{  
    选择下山简法进行局部优化。 &Akw V-  
    X_rv}  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 v9f%IE4fX  
    + I*a=qjq  
       t)O]0) s  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 @cx#'  
    W!=ur,F+  
    优化过的参数为： fti0Tz'  
    K 4{[s z  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% OP_\V8=  
    o(D_ /]'8  
    结论： Pe11a zJ  
    {D,- Whi  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 W~l.feW$i  
    Go]y{9+(7  
    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。 l6MBnvi   
    .~^A!t  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 1NrNTBI@  
    QQ：2284816954 备注：光学     ye}86{l  
     
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