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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 NFU=PS$  
     |bRi bB  
    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。 ;r;>4+zn\  
     Cn9MboXX  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 .<P@6Jq  
     rI:]''PR  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ']Km%uwL  
    yC }x6xG  
    相关案例：100.01,101.01 =F*{O=  
     ZDr TPnA[  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 wS2N,X/Y  
     +w?1<Z  
    建模任务： L'BzefU;04  
     |qk%UN<  
    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。 P.|g4EdND  
     %D^j7`Z  
    _*(:6,8  
    优化目标： w68VOymD/  
    @0:mP  
    —TE模偏振光的透过率最大化 x(zW<J5X"  
     la !rg#)-X  
    —TM模偏振光的透过率最小化 I8hmn@ce  
     :;x#qtv~Iz  
    优化函数： 2LN5}[12]  
     B gG+  
    —最小化TE的透过率 r,Pu-bhF  
     y /?;s]>b  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） PDh1*bf{u  
    #KSB%  
     X?"Ro`S  
       r(=3yd/G$  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 "Zicac@N  
    K[|d7e  
     =HvLuVc  
    p&\x*~6u  
    优化的自由变量为： ~oBSf+N  
    7<ES&ls_  
    —缝宽：10—190mm ].w$b)G   
     yYTiAvN  
    —光栅深度：20—200nm ;,&1  
     =mk7'A>l  
    优化算法： `Tf<w+H  
     0r\hX6 k  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 >7V&pH'  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 fx4X!(w!B  
     aKCXV[PO   
    光路流程图和偏振分析器： h:+>=~\  
     C>7k|;BvF  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 KH&xu,I  
     , v6[#NU_Z  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 PFIL)D |G  
    L``K. DF  
    Parameter Run 的全局搜索： WaWx5Fx+  
     V# 6`PD6  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 =l3* { ?G  
     W,>;`>  
    Parameter Run 设置 h^0!I TL^  
     Z5{M_^  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； g<{W\VOPm  
     Lp/]iZ@  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； *K\/5Fzl  
     r).S/  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 `ml;#n,*  
     r,b-c  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 jX{lo  
     ;z7iUke0%  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 vexQP}N0  
    优化函数依据迭代次数进行显示： AuU:613]W8  
    gGdZ}9  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 o0Hh&:6!M  
     6i \b&  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 W"WvkW>-  
     Oox5${#^  
    参数构成： d=wzN3 ;-  
     *pv hkJ g(  
    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%； \Jv6Igu  
    +B'9!t4 2  
      
    i@_|18F]`  
    局部参数优化： g!%csf  
    {N;XjV1x  
    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。 ?P`]^#  
    ZWVcCa 3  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； bd<zn*H Z*  
    -]PW\}w1  
    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。 G0//P .#  
    3!CI=(^IY  
    D x Vt  
    'F[QE9]*  
    参数定义： &ze'V , :  
    Z!|nc.  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 w];t]q|  
    mrd(\&EhA  
    缝宽10—190nm权重1e20 Ar=pzQ<Z{  
    8N8B${X  
    优化函数定义： $K8ZxH1z@  
    Cl>'K*$F  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） "v~w#\pz7  
    5'>(|7~%\  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 2@ACmh  
    x%x:gkq  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ~&4,w9b)j  
    z6FG^  
    o*I-~k  
    选择下山简法进行局部优化。 F/RV{} 17E  
    Nc]oA Y  
    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。 7,jh44(\=  
    9[6*FAFJPP  
       Pd^ilRB  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Gz~P 0Z^w}  
    0R*  
    优化过的参数为： ~"}-cl,  
    l!q i:H<=1  
    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% eB!0:nHN  
    =`vUWONn  
    结论： 8<?60sj  
    D 7H$!(F>  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 |yN7#O-D  
    K-_e' )22.  
    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。 "vjz $.  
     i)8,u  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ZZFa<AK4  
    QQ：2284816954 备注：光学     ^i#q{@g  
     
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