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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 正序阅读 楼主  发表于: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 f TK84v"7_  
     $II ~tO  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 Ayn$,  
     lS p"(&  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 DC BN89#  
     eMV8`&c'  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 {;u+?uY  
    Pn@DHYP  
    相关案例：100.01,101.01 JwWxM3(%t  
      [Ne'2z  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 /S~ =qodS  
     -lv(@7o~  
    建模任务： ~mK +Q%G5  
     i tk/1  
    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。 jr#*;go  
     ;qWSfCt/^  
    0u( 0*Xl  
    优化目标： mtE+}b@(!&  
    ]Z85%q^`  
    —TE模偏振光的透过率最大化 $[7/~I>m  
     9^Web~yi#  
    —TM模偏振光的透过率最小化 yUxz,36wZ  
     ouFKqRs;  
    优化函数： o"A)t=  
     kw2d< I$]  
    —最小化TE的透过率 2@ZRz%(Oa&  
     $o$WFV+h  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） jk\V2x@DR  
    VTyj<6Y  
     E GZiWBr  
       gLZJQubz 6  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 vo&h6'i>7  
    >w.%KVBJ  
     ,Sy& ?t}`  
    e0Gs|c+6  
    优化的自由变量为： !su773vo  
    OZ"76|H1`  
    —缝宽：10—190mm yA_ly <  
     m9&%A0  
    —光栅深度：20—200nm jWh)bsqI!  
     Zp<#( OIu  
    优化算法： X*5N&AJ  
     g:G5'pZf  
    —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。 M_r[wYt!  
    —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。 & 2q<#b  
     J}#2Wy^{  
    光路流程图和偏振分析器： Iij$ce`nx  
     @qx$b~%  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 =]pEvj9o  
     &o1k_!25  
    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。 d'3"A"9R7-  
    Acd@BL*  
    Parameter Run 的全局搜索： e+VE FWz  
     p1 HbD`ST  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 8$ #z>  
     =#<bB)59  
    Parameter Run 设置 .j**>&7L  
     NZ6:Zz M  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 1~LfR  
     eL}X().  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； UA ]fKi  
     r_ B.b K  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 [/ertB  
     )N1iGJO)  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 zfg+gd)Z  
     c813NHW  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 }#g+~9UK  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Qc PU{#6  
    w1VYU>  
    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。 .c__T {<)[  
     ?cKTeGrS  
    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。 9$C?)XKXB  
     :)tsz;  
    参数构成： 3Lq9pdM>2@  
     >lzXyT6x8  
    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%； ZW0\_1  
    U0{)goN.  
      
    dn Sb}J  
    局部参数优化： _VmXs&4  
    Ry xu#]s  
    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。 (~E-=+R[$&  
    /;1O9HJa  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； w9O!L9 6  
    U[8F{LX  
    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。 U|\ .)h=  
    z 1^fG)  
    vH1,As  
    @7.7+blS"H  
    参数定义： - _6`0  
    dG]B-(WTC  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 9PV+Kr!c5I  
    n~}[/ly  
    缝宽10—190nm权重1e20 9&`";dg  
    ;FF+uK  
    优化函数定义： $ Y^0l  
    #d/T7c#  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ?TK`sGy  
    &/)B d%  
    ——偏振对比度大于50（全波段） }Q]-Y :  
    op9vz[o#4  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 =l${p*ABQ  
    Q .h.d))  
    [6_.Y*}N  
    选择下山简法进行局部优化。 $?]`2*i  
    KRcB_(  
    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。 /`DKX }  
    cL;%2TMk  
       ~K<h~TNP  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 -zqpjxU:  
    ~1twGG_;  
    优化过的参数为： 8TP~=qU  
    ]vn*eqd  
    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% BB&7VSgc-  
    bG`aF*10)!  
    结论： 6  XZF8W  
    Cpm&w?6  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 hx4X#_)v  
    ^XsIQz[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。 n*UD0U}`  
    To_Y 8 G  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 MlDWK_y_&  
    QQ：2284816954 备注：光学     z?NMQ8l|:6  
     
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