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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 P?o|N<46  
     N \t( rp  
    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。 nJhaI  
     BW x=Q  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 =#>F' A  
     VsQ~Y,7  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 NZL$#bRB  
    VK>Cf>  
    相关案例：100.01,101.01 #8/pYQ;  
     m>9j dsqB  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 -(lCM/h  
     vACJE  
    建模任务： ' 4.T1i,  
     !dV2:`|+  
    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。 -d4|EtN  
     G@+R!IG  
    E0)43  
    优化目标： )>(ZX9diV  
    P[%nD cB  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ^N&@7s  
     DS|q(O=7~t  
    —TM模偏振光的透过率最小化 '\% Kd+k  
     4q)+nh~s  
    优化函数： ,92wW&2  
     _KJ!C!  
    —最小化TE的透过率 6FkBb !ASk  
     \P;2s<6i\  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） &7r73~TXm  
    IAi|4,y_L  
     n.7-$1  
       -oT3`d3  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 o/hj~;(]  
    b ;>?m  
     ;;K ~  
    bJcO,M:2  
    优化的自由变量为： X@ S~D7|ja  
    @xeJ$ rlu  
    —缝宽：10—190mm uvl>Z= "  
     .Vrl:  
    —光栅深度：20—200nm # TZ`   
     Ot{~mMDp  
    优化算法： C@WdPjxj  
     g&rz*)|/  
    —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。 DMA`Jx  
    —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。 { u3giB  
     & zv!cf  
    光路流程图和偏振分析器： U%n>(!d  
     _+OCI%=:  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Pq, iR J  
     ~;}uYJ  
    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。 ,uPN\`.u8  
    ?&=JGk^eJ  
    Parameter Run 的全局搜索： :{9HsF"h0  
     +DaKP)H\:  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 +~"(Wooi  
     aVZ/e^kk-  
    Parameter Run 设置 +ryB*nT  
     FXul u6"SX  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； *i {e$Zv'  
     n&2OfBJ  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； C]&/k_k  
     t +|t/1s2  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 &g~NkJc0c  
     *D67&/g.  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 n~ZZX={a  
     Z7I\\M  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 bg5i+a,?  
    优化函数依据迭代次数进行显示： =7[}:haB{  
    J:@yG1VIp  
    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。 ZiPz~G0[^  
     V -_MwII-  
    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。 4K ]*bF44  
     I|wC`VgB  
    参数构成： MDBqIL]Hc  
     h; 6G~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%； ' e %>Ip  
    y>cLG5v  
      
    mWU d-|Ul  
    局部参数优化： )q`.tsR>  
    tt|P-p-  
    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。 Y`3\Z6KlV  
     % s@  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； [hV}$0#E[O  
    }a;H2&bu  
    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。 V.ETuS;  
    ;ik,6_/Y  
    "ruYMSpU  
    _St ":9'uU  
    参数定义： {9* l  
    nd$92H  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 P/xE n_*v  
    8n["/5,  
    缝宽10—190nm权重1e20 3Kc9*]D  
    _GM?`  
    优化函数定义： b7'l3mQjk  
    \58bz<u"  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） wp83E,  
    ! ?>I  
    ——偏振对比度大于50（全波段） o_BRsJy  
    lI~8[[$xd  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 4Dy1M}7  
    abv*X 1  
    . IM]B4m  
    选择下山简法进行局部优化。 NwdrJw9  
    1CR\!?  
    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。 +d?|R5{3  
    x!7r7|iV  
       'h^Ya?g  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ex^9 l b  
    lEw;X78+  
    优化过的参数为： UFLx'VX d  
    jT/P+2hMW  
    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% l`uMtv/Wp  
    6=Wevb5YJ  
    结论： O hRf&5u$  
    "ZPgl 8  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 !X||ds  
    'nq~1 >i  
    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。 y^[t3XA6Q  
    IG7,-3  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 vxug>2  
    QQ：2284816954 备注：光学     L8H:, } 2  
     
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