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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 Nu. (viQ}  
     z_(eQP])  
    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。 ?Y!^I2Y6  
     9qeZb%r&  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 a2 >[0_E  
     )H+h ;U  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 .v7`$(T  
    o_:Qk;t  
    相关案例：100.01,101.01 z_)`g`($  
     >r:X~XnRUj  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 =5_y<0`4  
     }@*I+\W/  
    建模任务： y$h"ty{g  
     rys<-i(  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 C*j9Iaj  
     HwW6tQ  
    GXEcpc08  
    优化目标： 5\?3$<1 I  
    d q pgf@  
    —TE模偏振光的透过率最大化 @{bb'q['@  
     9i[4"&K  
    —TM模偏振光的透过率最小化 d"!yD/RD  
     \CtQ*[FmN  
    优化函数： $/.<z(F  
     7%tR&F -u  
    —最小化TE的透过率 0&B:\  
     :R3P 58>  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） CjmV+%b4  
    OgTSx  
     o]p#%B?mZ  
       <4sj@C  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 R%W@~o\p]  
    wVQdUtmk  
     Rj&qh`  
     9^p32G  
    优化的自由变量为： yYBNH1  
    Np)ho8zU  
    —缝宽：10—190mm =1Ri]b  
     km}MqBQl  
    —光栅深度：20—200nm 2J&XNV^tJ  
     y,^";7U  
    优化算法： e|~C?Ow'J  
     fIH#  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 uX98iJ  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 |""=)-5N  
     >kZ6f4  
    光路流程图和偏振分析器：  ?;+^  
     Q;Q%SI`yT  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 [Ek42%  
     hRRkFz/0&  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 _o&94&  
    OZa88&  
    Parameter Run 的全局搜索： PE|PwqX  
     /=q.tDH=I  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 UDVf@[[hN  
     Hw y5G ;  
    Parameter Run 设置 xl3zy~;M  
     RrKfTiK H  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； TbMdQbj}  
     .<HC[ls  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； T0YDfo  
     TZ:34\u   
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 A3z/Bz4]:#  
     nW~$ (Qnd  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 gA{'Q\  
     Yg[ v/[]  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 0~qf-x  
    优化函数依据迭代次数进行显示： wZ$ tJQO  
    W"dU1]  
    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。 n}0za#G  
     |PI)A`  
    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。 :fRmUAK%  
     6k:y$,w  
    参数构成： ob)Q,;8R  
     QH4k!^  
    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%； ujiZM  
    '/ihL ^^@L  
      
    8^8>qSD1  
    局部参数优化： l<W*/}3  
    h4tC. i~k  
    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。 )@!~8<_"  
    L{Q4=p,A  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； O%fUm0O d  
    J`YnT  
    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。 cES;bwQ  
    bo&\3  
    I ca3  
    09G9nu;&{  
    参数定义： /%62X{=>;  
    {%=S+89l  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 oDz*~{BHg  
    =E&24  
    缝宽10—190nm权重1e20 Z "-ntx#  
    O;UiYrXU  
    优化函数定义： {cmo^~[L$  
    ,wEM Jh  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） `E{;85bDH  
    -T2~W!  
    ——偏振对比度大于50（全波段） s`;0 t YG  
    C5>{Q:.`e'  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 m~##q}LZ  
    KLG6QBkj  
    &1*4%N@'  
    选择下山简法进行局部优化。 7X(rLd 6#  
    Rl y jOf{0  
    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。 )!N2'Ld  
    \nC5 ,Rz  
       =*{ K@p_  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ;:AG2zE!  
    cC b>zI  
    优化过的参数为： =>HIF#jU  
    iPA@<D%  
    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% ARmu{cL  
    v;K{|zUdB  
    结论： Pbc`LN /s|  
    ?nB he lW^  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 P=f<#l"v  
    n wY2BIB  
    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。 & 6`  
    $/4Wod*l  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 mw:3q6  
    QQ：2284816954 备注：光学     CbnR<W-j  
     
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