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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 . v)mZp  
     K<sC F[  
    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。 q z&+=d@  
     D87|q4  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 $P o}  
     t@oK~ Nr  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 l;X|=eu'  
    :PY tR  
    相关案例：100.01,101.01 oP?YA-#nc  
     R0Ue0pF7  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 SkNre$>t{  
     r`\A nT?  
    建模任务： Iry  
     ;oO v/3  
    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。 *ZSdl 0e  
     :& XH?/Wi  
    ;;s* Ohh  
    优化目标： #Doq P:  
    HjNxqaljt  
    —TE模偏振光的透过率最大化 vEe NW  
     w)] H ^6  
    —TM模偏振光的透过率最小化 {04"LAE  
     ks;% *d  
    优化函数： V,v[y\  
     j5$BK[p.  
    —最小化TE的透过率 ov# 7 hxe  
     i7[uLdQ  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ]<uQ.~  
    '(&%O8Yi  
     2 +5e0/_V  
       #%3rTU  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 \a^,sV  
    hv$yV%.`  
     YA(@5CZ  
    ra '  
    优化的自由变量为： AF,BwLN  
    m(OvD!  
    —缝宽：10—190mm >?W[PQ5yx  
     lb' Cl3H  
    —光栅深度：20—200nm _A_ A$N~9  
     [f~N_G6I^o  
    优化算法： 4pz|1Hw7  
     M&Y .;  
    —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。 4B+9z^oQ  
    —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。 ewsKH\#  
     nx":"LFI  
    光路流程图和偏振分析器： vm23U^VJ  
     -]G(ms;}/Y  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 \g)Xt?w0Wo  
     PG5- ;i/  
    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。 ?|;yVew  
    "v*8_El  
    Parameter Run 的全局搜索： 0\{BWNK  
     w]j+9-._  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 >ndJNinV  
     iP~,n8W  
    Parameter Run 设置 ']6VB,c`  
     q(^Q3  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； a5'#j35  
     ]ekk }0  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ^W83ByP  
     "L"150Ih  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 p 5u_1U0  
     kQdt}o])  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 V) o,1  
     6&v? )o  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 0CvsvUN@  
    优化函数依据迭代次数进行显示： tYW>t9  
    o(A|)c4k  
    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。 J a,d3K  
     5R MS(  
    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。 }b3/b  
     d=.2@Ry  
    参数构成： ihL/n  
     "GT4s?6O  
    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%； qf'm=efRyu  
    =x#FbvV  
      
    JM$.O;y -  
    局部参数优化： 46jh-4) <  
    Weoj|0|t  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 -XoPia2  
    }SyxPXs  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； >/f_F6ay#  
    6bc3 37b  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 AtS;IRN@  
    Kz8:UG(  
    b}ODWdJ1  
    1xyU  
    参数定义：  /RZR}  
    < O*6 T%;  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 u?ek|%Ok  
    vZ7gS  
    缝宽10—190nm权重1e20 =iB,["s  
    ~Z/ ^c,[:  
    优化函数定义： pC,o2~%{  
    4wzlJ19E(  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） A?5E2T1L%.  
    &>WWzikB*  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ewNz%_2  
    bte~c  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 x  LBQ  
    zZ-wG  
    mwv(j_  
    选择下山简法进行局部优化。 .k{ j]{k  
    Yx'res4e  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ;#GoGb4AM  
    p4>$z& _  
       Q\ ^[!|  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 A?Qa 4i  
    Ey{%XR+*;  
    优化过的参数为： v ]Sl<%ry  
    ChryJRuwv5  
    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% `[#x_<\t  
    rtJl _0`  
    结论： b<I9 MR  
    (oK^c- x  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 kU5.iK'  
    C9n}6Er=,  
    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。 fyz nuUl  
    `+lHeLz':  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 g3@Rl2yQJ  
    QQ：2284816954 备注：光学     =! Vf  
     
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