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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 r*t\F& D  
     X!f` !tZ:{  
    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。 E,7b=t  
     .a `ojT  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 CF/8d6}Vf  
     Mtq^6`JJ'  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 /U@Y2$TOF  
    3/4r\%1b+  
    相关案例：100.01,101.01 '%[r9 w  
     +XL|bdK  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 !Q5NV4gd+  
     48n7<M;I  
    建模任务： JI|MR#_u  
     7kh(WtUz  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 y/!jC]!+c  
     j~k+d$a  
    |]j2T 8_=  
    优化目标： OsNJ;B  
    e2L4E8ST<  
    —TE模偏振光的透过率最大化 d2Ox:| <)  
     b1-'q^M  
    —TM模偏振光的透过率最小化 zfm#yDf  
     /@+[D{_Fw  
    优化函数： qBqh>Wo  
     fb D  
    —最小化TE的透过率 ')1p  
     ]% I|C++0  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Ys@G0}\3G  
    }TwSSF|}3  
     lH%-#2]  
       |TCg`ZS`cZ  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 GbJVw\5Z*  
    v_NL2eQ~  
     ,w0Io   
    ,nz3S5~  
    优化的自由变量为： qt4^e7o  
    K)9+3(?  
    —缝宽：10—190mm 7q'T,'[  
     vJ0Zv> n-  
    —光栅深度：20—200nm : 5<u!-}  
     D 4\ * ,w  
    优化算法： )1o<}7  
     y~;w`5;|  
    —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。 p+; La  
    —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。 ^6FU]  
     )A:|8m  
    光路流程图和偏振分析器： C,nU.0  
     n+:}p D  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Wtqv  
     w~}.c:B  
    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。 [?nM)4d  
    `rZS\A  
    Parameter Run 的全局搜索： fQ_(2+ FM  
     uZ8^"  W  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 nbdjk1E`~  
     l|5;&(Y+s  
    Parameter Run 设置 Rg~F[j$N  
     )_\q)t"=  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； FFpG>+*3  
     j=n<s</V  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； |7%#z~rT  
     i'`[dwfS  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 R/?ZbMn]!  
     ,'>O#kD  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 p@jwHlX  
     _68{ {.  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ,BE4z2a  
    优化函数依据迭代次数进行显示： E% d3}@  
    w[Q)b()  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 8N9X1Mb|  
     ^{l$>e]  
    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。 t$-!1jq  
     n5;>e&  
    参数构成： 5Za%EaW%G  
     .l +yK-BZ  
    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%； l{4rKqtX  
    p@iU9K\,  
      
    a/dq+  
    局部参数优化： m\e?'-(s  
    t(:w):zE  
    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。 ^s_7-p])(  
    @t4OpU<'*b  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； -SN6&-#c_  
    +S ],){  
    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。 vx}W.6C}  
    nD\H$5>5  
    }b=Cv?Zg$m  
    67T=ku  
    参数定义： vk.P| Y-;  
    u?I2|}#  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 <db>~@;X!  
    #VynADPs`o  
    缝宽10—190nm权重1e20 5dkXDta[G  
    B\Uocn  
    优化函数定义： e]-%P(}Z  
    |VQmB/a  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） g[$4a4X  
    rceX|i>9n  
    ——偏振对比度大于50（全波段） =SV b k  
    Ri;_ 8v[H|  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ")@#B=8+3^  
    ][`%vj9r  
    ?,^ Aoy  
    选择下山简法进行局部优化。 X}B ]0z>  
    \@m^w"Ij  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 5]~4 51  
    ]_43U` [#  
       y7| 3]>Z  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 y85R"d  
    ($'5xPb  
    优化过的参数为： .JX9(#Uk  
    JsHD3  
    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% tR(nD UHV5  
    ' wni.E&  
    结论： ~|( eh9  
    4/AE;y X  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 \gR%PN  
    Ticx]_+~T  
    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。 T,h 9xl9i  
    ;Q,, i  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 <.hutU*1  
    QQ：2284816954 备注：光学     nYE%@Up  
     
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