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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 ?aguAqG$  
     PU4-}!K  
    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。 iZ4"@G:,  
     * ).YU[i  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 >[ g=G  
     xX@9wNYD  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 iqFC~].)  
    .vie#,la  
    相关案例：100.01,101.01 WtC&Qyuq  
     R+El/ya:6  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 i]Bu7Fuu  
     z3{Cp:Mn  
    建模任务： <O.|pJus  
     ZFX6 iAxd  
    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。 eCiI=HcW;  
     (mioKO )?v  
    :%h|i&B  
    优化目标： x.sC015Id  
    j9X|c7|  
    —TE模偏振光的透过率最大化 O Q$C#:?  
     UjMWSPEBy  
    —TM模偏振光的透过率最小化 7 .]H9  
     5?0~7^de  
    优化函数： }D-jTZlC  
     OuK RaZ  
    —最小化TE的透过率 9ji`.&#  
      $ Tal.  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） hVl@7B~  
    ght3#  
     :? s{@7  
       wB:<ICm  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 AY;[v.Ff4  
    r`pf%9k  
     yb>R(y  
    5~d=,;yE  
    优化的自由变量为： 5vLA)Al3  
    qt6@]Y  
    —缝宽：10—190mm IZGRQmi"  
     4K 8(H9(  
    —光栅深度：20—200nm 57q?:M=^  
     de;CEm<n  
    优化算法： "x nULQK  
     yF1p^>*ak&  
    —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。 qj4jM7  
    —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。 j6j4M,UI43  
     %m|1LI(  
    光路流程图和偏振分析器： Hv2[=elc  
     4aW[`  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 +N'&6z0Wf  
     yivWT;`  
    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。 C=IN "  
    |9p0"#4u  
    Parameter Run 的全局搜索： ~Orz<%k.  
     m/;fY>}3  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 LXZI|K[}k  
     K=r~+4F  
    Parameter Run 设置 qJ .XI   
     'ka$@,s:  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 0JKTwLhC  
     /`0>U  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 'Hs*  
     \}X[0ct2!  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 .&`apQD}  
     "{trK?-8%  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 YQWq*o^:  
     dpX Fx"4A  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 IM,4Si2  
    优化函数依据迭代次数进行显示： <;uM/vS i  
    mD|Q+~=|e  
    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。 fsWIz1K  
     awjAv8tPO!  
    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。 LOr(HgyC  
     B79~-,Yh  
    参数构成： <_]W1V:0  
     W Q9Q:F2  
    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%； _^`V0>Mh:  
    eKo=g|D  
      
    j)#yyK{k2s  
    局部参数优化： Wyow MFp  
    0{u%J%;  
    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。 [=tIgMmz  
    *xITMi  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Z@%A(nZ_  
    9MQjSNYzo  
    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。 {B e9$$W,  
    M%RH4%NZ0  
    Y\+LBbB8  
    2+b}FVOe\  
    参数定义： TtH!5{$s  
    l;&kX6 w  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 mNEh\4ai  
    e Qk5:{[  
    缝宽10—190nm权重1e20 !w@i,zqu  
    x34GRe!!  
    优化函数定义： Jr= fc*f  
    ^~6gkS }  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ~B? Wg!  
    )heHERbJ  
    ——偏振对比度大于50（全波段） qJ<l$Ig  
    n)z:C{  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 b'z\|jY  
    SLUQFoz}  
    /Ahh6=qQY  
    选择下山简法进行局部优化。 p )]x,F  
    Hl'AnxE  
    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。  rvK%m_r  
    xI/8[JW*  
       ?;.=o?e9  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 M4CC&?6\  
    6V}xgfB  
    优化过的参数为： ;t,v/(/3  
    Pl-9FLJ  
    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% O: #Sj jK  
    Fs(S!;  
    结论： Zb|a\z8?  
    ,nGQVb   
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ^]~!:Ej0  
    ET 0(/Zz  
    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。 Li$2 Gpc/  
    td23Z1Elk#  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 DL,]iJm  
    QQ：2284816954 备注：光学     #6l(2d  
     
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