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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 {) sE;p-  
     mgM"u94-]  
    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。 4I|pkdF_  
     4gUx#_AaG  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 u0g"x_3  
     Pv3G?u=4  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 @O-\s q  
    " SP6o  
    相关案例：100.01,101.01 b)E<b{'W  
     ,|,kU0xXz  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 G2+ gEg  
     tF./Jx]_  
    建模任务： v"o@q2f_  
     z<0/#OP'  
    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。 NzeiGj  
     9]1LwX!M2  
    K@ &;f( Y  
    优化目标： Q:T9&_|  
    ]9JH.fF  
    —TE模偏振光的透过率最大化 7u5H o`  
     o)DO[  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ?5,I`9  
     %Nob B  
    优化函数： g-NrxyTBlx  
     pK"Z9y&  
    —最小化TE的透过率 _={mKKoHs  
     ?32i1F!  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 'T3xZ?*q=  
    G-;EB  
     RZ ?SiwE  
       !- 5z 1b)  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化  3SPXJa\i  
    i'^! SEt  
     XV`8Vb  
    "}H2dn2n  
    优化的自由变量为： >B*zzj  
    02T'B&&~  
    —缝宽：10—190mm $+Z2q<UT  
     S-</(,E}|  
    —光栅深度：20—200nm x-4d VKE*z  
     FP*kA_z$  
    优化算法： 9RkNRB)8  
     _9Rj,  
    —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。 #uICH t3  
    —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。 LX=v _}l J  
     d3#e7rQ8  
    光路流程图和偏振分析器： a$bE2'cb  
     ziM@@$ .F  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ?|!m  
     l m(mY$B*_  
    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。 $&Z#2 X.  
    xj3{Ke`6  
    Parameter Run 的全局搜索： bT|-G2g7Z  
     pr,1pqiAf  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 yMD0Tj5ZQ  
     -7%dgY(  
    Parameter Run 设置 z3>4 xn{  
     -C!m#"PDW  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 1&9w]\Ae7l  
     RUVrX`u*(  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； g@Y]$ey%A  
     \YF07L]qs-  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 c>+68<H  
     *Ue#Sade  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 [UB*39D7  
     8qxZ7|Y@  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 5 [4{1v  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Dqd2e&a\  
    8=?U7aw  
    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。 t"e%'dFv  
     ];N/KHeZ  
    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。 z92Xc  
     L&uPNcZ`-  
    参数构成： U:[CcN/~3  
     cjd-B:l  
    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%； <54KWC86)J  
    ej=}OH4  
      
    U!JmSP  
    局部参数优化： LCq1F(q  
    ,\d03wha  
    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。 &h=f  
    OqmW lN.?  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 2^:iU{  
    NJOV!\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。 m#RMd,'X  
    [MKt\(  
    |8GLS4.]t  
    w]V684[>  
    参数定义： dP]Z:  
    BuxU+  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Q7/Jyx|  
    /BhP`a%2Q  
    缝宽10—190nm权重1e20 l\d[S]  
    .SOCWznb  
    优化函数定义： T| R!Aw.  
    n0%S: (  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） G(t&(t`[  
    \{ C ~B;=  
    ——偏振对比度大于50（全波段） */$]kE  
    V!e*J,g  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ]g,j  
    ,jD-fL/:  
    Qp2~ `hD  
    选择下山简法进行局部优化。 k ,r*xt  
    fWF!%|L  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 'RNj5r  
    ~L> &p  
       gT,iH.  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ]I;owk,  
    .t{uzDM  
    优化过的参数为： :X7O4?ww  
    .E{FD%U  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% v`:!$U* H=  
    `q1-yH0~4  
    结论： m93{K7O2e  
    H$ :BJ$x@  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ^?0?*  
    %0 U@k!lP  
    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。 H;Gs0Qi;  
    F#qc#s  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Y'R/|:YL@  
    QQ：2284816954 备注：光学     &hZ6CV{  
     
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