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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
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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 U4dfO=  
     9?sY!gXc  
    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。 XC<'m{^(m  
     N68]r 3/K  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 k {{eyC  
     /kr|}`# Z  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 m~=VUhPd  
    'S}3lsIE  
    相关案例：100.01,101.01 N4qBCBr(  
     %Qj$@.*:  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 +Goh`!$Rj9  
     _0 4 3,  
    建模任务： L}Sb0 o.  
     LsGO~EiJ  
    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。 `yl|N L  
     A]QGaWK  
    21<Sfsc$  
    优化目标： )]w&DNc  
    ~)pZ5%C  
    —TE模偏振光的透过率最大化 P;XA|`&  
     rvhMu}.  
    —TM模偏振光的透过率最小化 GZ5DI+3  
     )X*_oH=  
    优化函数： (oCpQDab@  
     pIrL7Pb0  
    —最小化TE的透过率 j?tE#  
     n|.eL8lX.<  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） V?T&>s  
    3`3my=   
     ]n1#8T&<*z  
       0ZD)(ps|  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 lGT[6S\as  
    U7zd7 O  
     /3Y"F"`M.  
    kG4])qxC'  
    优化的自由变量为： (G{:O   
    .pxUO3g  
    —缝宽：10—190mm :Eg4^,QX  
     ooa"Th<  
    —光栅深度：20—200nm NU.4_cixb  
     ae0Mf0<#)  
    优化算法： NP\/9 8|1  
     /&=y_%VR  
    —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。 bB/fU7<{)u  
    —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。 ;x|? N*  
     6ypHH 2X  
    光路流程图和偏振分析器： F` gK6;zp  
     #Ph8 ?  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 z6qx9x|Ij  
     nYC S %\"  
    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。 \,nhGh  
    9QF,ynE  
    Parameter Run 的全局搜索： W^,p2  
     h|z59h&X8G  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 gi_f8RP=2a  
     =td(}3|D Y  
    Parameter Run 设置 {A MAQ  
     Wb^g{F!W  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ?ODBW/{[G  
     @&E7Pg5  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； |ns9ziTDI  
     DoeE=X*`k  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 }lx'NY~(W  
     >6(e6/C-9  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ?ZKIs9E[m  
     68qCY  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 KAy uv  
    优化函数依据迭代次数进行显示： J rYL8 1  
    `9f7H  
    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。 Hs.5@l  
     <HW2W"Go\  
    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。 aHle s5   
     ))6iVgSE$  
    参数构成： VRv.H8^{  
     *ES"^N/88  
    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%； i~DLo3  
    G@dw5EfF9  
      
    &:C(,`~  
    局部参数优化： t/x]vCP,2D  
    7c'OIY].,  
    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。 ~05(92bK  
    ,f~8:LHq  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； mL s>RR#b  
    1[?xf4EMG  
    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。 f1Gyl  
    f5CnJhE|)  
    {`% q0Nr  
    Y-"7R>^I  
    参数定义： LtDGu})1  
    9aKCO4  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 XXW.Uios  
    Y]}>he1/5  
    缝宽10—190nm权重1e20 *ur[u*g  
    W^9=z~-h  
    优化函数定义： Z#_VxA>]v  
    R8u9tTW  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） .|J-(J<>[.  
    IqjH  
    ——偏振对比度大于50（全波段） q9m-d-!)  
    3%V VG~[  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 YjeHNPf  
    upF^k%<y:  
    `SESj)W(y  
    选择下山简法进行局部优化。 IlP@a[:_  
    X;p4/ *U  
    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。 HNL;s5gq  
    jE, oEt O;  
       kD4J{\  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ~VO?PfxZ  
    \]p[DYBY#  
    优化过的参数为： ^Ea^t.c}_  
    q+Qrc]>-f  
    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% \kksZ4,  
    UYOR@x #  
    结论： mwqe@7  
    E\=23[0  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 9|LV x3]  
    !PY.F nZ  
    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。 RVe UQ%  
    8G p%Q  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ^U@E rc#d  
    QQ：2284816954 备注：光学     j[YO1q*  
     
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