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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 |}><)}  
     8AQ__&nT  
    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。 A9_} RJ9  
     10d.&vNw  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 dt||nF  
     4G2iT+X-  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 %E2b{Y;  
    ("KtJ  
    相关案例：100.01,101.01 $uUR@l  
     2h:{6Gq8  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Tx>V$+al  
     4$+1&+@ ]  
    建模任务： UQ#t &  
     ZM16 ~k  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 XR_Gsb%l  
     H <9_BA?  
    4;*jE (  
    优化目标： V+5av Z}  
    q ;"/i*+3  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ykYef  
     fE"-W{M  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Z 4QL&?U  
     qV0GpVJZU?  
    优化函数： *#9?9SYSk  
     jwpahy;\WL  
    —最小化TE的透过率 Du #>y!  
     "`NAg  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） *,|x p  
    GL%)s?   
     )FN\jo!!.  
       9ZNzC i!  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ot0g@q[3  
    lK_T%1Gz  
     -tIye{  
    =o4gW`\z  
    优化的自由变量为： WjguM  
    I?RUVs  
    —缝宽：10—190mm OS-k_l L  
     ,BFw-A  
    —光栅深度：20—200nm M`n0 q y  
     #(QS5J&Qq  
    优化算法： t$ 97[ay  
     vi.INe  
    —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。 @/,0()*dL  
    —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。 Dn)B19b  
     Id1de>:;  
    光路流程图和偏振分析器： ^ WF_IH&  
     Oyb0t|do+  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 osc A\r  
     pk`5RDBu  
    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。 X .sOZb?$  
    \l%##7DRp]  
    Parameter Run 的全局搜索： Z;S)GUG^  
     d3\KUR^  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 # [ +n(  
     #"8'y  
    Parameter Run 设置 j\"d/{7Q  
     yuC|_nL  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； M3Qi]jO98  
     l$[,V:N  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； m%'T90mi  
     3xN_z?Rg  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 m#ig.z|A  
     p( )LQT!  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 <*+[E!oi  
     M N (o  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 n a*Z0y  
    优化函数依据迭代次数进行显示： .K1wp G[4  
    r9*6=*J|  
    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。 8H1&=)M=  
     \GV'{W+o2  
    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。 Q~/=p>=uu  
     "&{.g1i9  
    参数构成： &bGf{P*Da  
     dd6%3L{cn  
    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%； W7;RQ  
    c[T@lz(!  
      
    !@*= b1  
    局部参数优化： jcjl q-x  
    o^'QGs "  
    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。 |tU wlc>  
    _ 2)QL  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； |Qb@.  
    _T7XCXEk   
    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。 K"hnGYt?  
    E^A!k=>  
    ]826kpq_  
    =p7id5"  
    参数定义： )| |CU]"b?  
    J qmL|S)  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 .;S1HOHz4  
    yu@Pd3  
    缝宽10—190nm权重1e20 x <OVtAUB  
    Jw>na _FJ  
    优化函数定义： kZ]pV=\Y*  
    B&BL<X r  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） +G\i$d;St  
    7z&$\qu2  
    ——偏振对比度大于50（全波段） <>Ha<4A =E  
    dPxJ`8  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 g3yZi7b5FU  
    *=!r|UdB.  
    HIt9W]koO  
    选择下山简法进行局部优化。 n ywC]T  
    ]rNxvFN*j  
    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{7)_Sbky  
    AX'-}5T=  
       th<>%e}5c  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 UR S=1+  
    .,U4 ATO  
    优化过的参数为： "!fwIEG  
    8H T3C\$s  
    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% A_e5Vb ,u.  
    aT+w6{%Z  
    结论： D #7q3s  
    _ b</ ::Tp  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 86!$<!I  
    :h/v"2uDN  
    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。 1)qD)E5&cf  
    g[ uf e<  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 &}|`h8JA]K  
    QQ：2284816954 备注：光学     (_+ux1h6^  
     
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