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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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    光券
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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 pRe, B'&  
     ~gQ$etPd  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 xwhH_[  
     pV]m6! y&  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 PXof-W  
     rs2G{a  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Nlemb:'eP3  
    %B5.zs]Of  
    相关案例：100.01,101.01 i,=greA]"  
     [0U!Y/?6lA  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 M/C7<?&  
     xq+$Q:f  
    建模任务： hG .>>  
     0|E!e  
    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。 `VX]vumG  
     Vui5ZK  
    0l#gS;  
    优化目标： R`q*a_  
    ":EfR`A#  
    —TE模偏振光的透过率最大化 2mN>7Tj:  
     Cg<:C?>!p  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Mk9'  
     Y+ 75}]B  
    优化函数： dmI,+hHtL  
     JYB"\VV  
    —最小化TE的透过率 N+%E=D>  
     ~?4'{Hc'  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） (1p[K-J)r  
    &0Yv*,4]  
     VZB T'N  
       ^vmT=f;TM  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 a<9gD,]P  
    Tn2nd  
     6!7LgM%4  
    1Y!" C  
    优化的自由变量为： @9~a3k|  
    rM<|<6(L  
    —缝宽：10—190mm ]ZKmf}A)1P  
     rZ5vey  
    —光栅深度：20—200nm o5?f]Uq5 ,  
     }la\?I  
    优化算法： Lsa&A+fru  
     #ky]@vyO  
    —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。 vHSX3\(  
    —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。 7wS )'zR;  
     TD:NL4dm  
    光路流程图和偏振分析器： AB<|iJC  
     jq#gFt*  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 5>+>=)*  
     SRs1t6&y=  
    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[MZ9 r  
    &TYTeJ]  
    Parameter Run 的全局搜索： 2>BWu  
     1H sfCky{  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 % B+W#Q`  
     epM;u  
    Parameter Run 设置 {`5Sh1b  
     U5Say3r  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； zvv<w@rX  
     .w=( G  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； HnU; N S3J  
     "]h4L  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 *ub]M3O  
     m?cC0(6  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 6\>S%S2:  
     tSX<^VER7  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Pqiw[+a$  
    优化函数依据迭代次数进行显示： x_Zi^]  
    0G`_dMN  
    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。 Ay\=&4dv  
     }z{2~ 0,  
    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。 kDJ $kv  
     b|mWEB.p  
    参数构成： Za68V/Vj  
     4FSA:]o-  
    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%； ?m.WqNBH7  
    ^<X+t&!z  
      
    c'M#va  
    局部参数优化： (T;4'c  
    'z$BgXh\  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 T"7Ue  
    hTgWqp  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Qvc "?yx8}  
    &)jBr^x#>  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 a@( 4X/|  
    O[ tD7 !1  
    X"_,#3Ko!  
    _BGw)Z 6  
    参数定义： Co[fq3iX#  
    *Ju$A  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 O.61-rp  
    Gx Z'"x  
    缝宽10—190nm权重1e20 ' >a(|  
    o!:V=F  
    优化函数定义： X(s HFVU+  
    wdS4iQD  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） /5cFa  
    _,*ld#'s  
    ——偏振对比度大于50（全波段） vv='.R, D  
    VB 53n'  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 nx{_^sK  
    j{k]8sI,H]  
    wz1fx>Q  
    选择下山简法进行局部优化。  mZGAl1`8  
    U caLi&  
    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。 oU/CXz?H  
    ]2O52r  
       A4 ;EtW+F  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 `PML 4P[  
    },r30`)Q  
    优化过的参数为： k?(x}IZdG  
    F3BWi[Xh  
    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% Td!@i[6%H  
    ^{z@=o<o  
    结论： yX%q7ex  
    zadn`B#2  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 l!r2[T]I@7  
    2R}9wDP  
    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。 QuG=am?l`  
    =W+ h.?  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 =Xwr*FTr  
    QQ：2284816954 备注：光学     s?qRy 2  
     
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