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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 /nuz_y\J  
     E/*&'Osq  
    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。 <P'FqQ]  
     U djYRfk  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Pr(@&:v:  
     )J0h\ky  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 =6O*AJ  
    GBWL0'COV  
    相关案例：100.01,101.01 Kd5 8'$  
     zH6@v +gb  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 9jX_Eoxy  
     )p1~Jx(\  
    建模任务： #p55/54ZI  
     h3&|yS|  
    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。 Mp>(cs  
     y+w,j]  
    (Nk[ys}%*  
    优化目标： q<! -Anc  
    tq3Rc}  
    —TE模偏振光的透过率最大化 *8m['$oyV  
     'P" i9j  
    —TM模偏振光的透过率最小化  o kA<  
     l"1D' Hk  
    优化函数： % @+j@i`&  
     .-/IV^lGv  
    —最小化TE的透过率 FKu8R%9xn%  
     N$IA~)  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ,7c Rd}1Y  
    Qubu;[0+a  
     Cl9nmyf   
       n*A1x8tn  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 KR%WBvv   
    Bt(<Xj D  
     Iz#4!E|<  
    : ?BK A0E  
    优化的自由变量为： /e?0Iv" 8>  
    +kQ=2dva  
    —缝宽：10—190mm YzQ1c~+  
     )7NI5x^$  
    —光栅深度：20—200nm 7>BfHb  
     @sA!o[gH  
    优化算法： FE&:?  
     9J?s:"j  
    —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。 'ScvteQ  
    —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。 <Nqbp  
     5TB6QLPEwY  
    光路流程图和偏振分析器： p^k0Rad  
     X(MS!RV  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 S6JXi>n  
     0]iaNR %  
    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。 @v2ko5  
    ?_^{9q%9  
    Parameter Run 的全局搜索： "O<ETHd0  
     iW>^'W#  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 dCTyfXou[=  
     Yg3nT:K_Y&  
    Parameter Run 设置 #0[^jJ3J  
     j;Z?q%M{6  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； m 0vW<  
     ? \,^>4x?  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； #o4tG  
     4,c6VCw3+  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 oq+w2yR  
     +jwHYfAK)  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 pC>h"Hy  
     1VlU'qY  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 v#/Gxk9eX  
    优化函数依据迭代次数进行显示： LrbD%2U$j5  
    _7<{+Zzm  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 FZj>N(  
     ~~h#2SX  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 3S7"P$q  
     UWvVYdy7  
    参数构成： cS9jGD92  
     Dz6xx?  
    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%； /0XMQy  
    pLtw|S'4  
      
    +)"Rv%.  
    局部参数优化： ji1vLu4|t  
    /z*Z+OT2  
    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。 4F6aPo2  
    A+0-pF2D  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； wqF?o  
    @ gWd  
    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。 U*$xR<8v  
    za@/4z  
    f(Of+>   
    `{G&i\"n  
    参数定义： =oq8SL?bJ*  
    2]]v|Z2M4  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ;: 2U}p^-  
    h&$h<zL[  
    缝宽10—190nm权重1e20 C'#)mo_@t  
    BA]$Fi.Mw  
    优化函数定义： g=56|G7n  
    gYc]z5`  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） -PE_qZ^  
    ZhA_d#qH  
    ——偏振对比度大于50（全波段） *c94'Tcl  
    <]M. K3>  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 /D3{EjUE=  
    j fY7ich  
    /q]rA  
    选择下山简法进行局部优化。 2H)4}5H  
    *(?Wzanh  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 +SH{`7r  
    6`e7|ilh6  
       *7jz(iX  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 5FoZ$I  
    F+V!p4G  
    优化过的参数为： VWvSt C  
    yijP  
    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% 7~mhWPzMwB  
    n|~y >w4  
    结论： c>B1cR  
    V}#X'~Ob  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 :pqUUZ6x&  
    ]]O( IC  
    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。 k||t<&`Ze  
    +nDy b  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 vt|R)[,  
    QQ：2284816954 备注：光学     >CqzC8JF  
     
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