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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 >&BrCu[u  
     _HwpPRVP/  
    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。 xFOBF")  
     1:_=g#WH  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 }xqXd%uz  
     m)r]F#@/  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Z)NrhJC  
    G=1m] >I8  
    相关案例：100.01,101.01 pL~=Z?(B  
     M^uU4My  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 }f0u5:;Zth  
     S9J5(lYv~N  
    建模任务： SWT:frki`  
     M2dmG<  
    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。  *. 8JP  
     IK3qE!,&U  
    L7m`HVCt&  
    优化目标： A]j}'  
    g&bwtEZ  
    —TE模偏振光的透过率最大化 `0?^[;[u[  
     B3Mx,uXT\  
    —TM模偏振光的透过率最小化 0rcjorWI  
     u^l*5F%DK  
    优化函数： y<|)'(  
     H-Pq!9[DB  
    —最小化TE的透过率 ^T{8uJ'kn  
     WKxm9y V  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） } %+qP +O\  
    b"t")U==  
     _-/x;C  
       66 N)  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 EX4 C.C|d  
    QNb>rLj52  
     a!D*)z Y  
    "c,!vc4  
    优化的自由变量为： Ra0=q4vdk  
    8[~~gYl  
    —缝宽：10—190mm \e|U9;Mf  
     _W|R;Cz]  
    —光栅深度：20—200nm "7d.i(vw  
     7G"7wYc>R  
    优化算法： %9X{{_  
      g#qNHR  
    —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。 H*rx{F?  
    —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。 y@`~9$  
     q3)wr%!k5D  
    光路流程图和偏振分析器： Ft) lp>3gv  
     Af9+HI O  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 H} 6CKP}  
     ]~8v^A7u  
    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。 &n|*uLn  
    J\{ $ot  
    Parameter Run 的全局搜索： T(V8; !  
     rrcwtLNbu  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 `L\)ahM  
     f>z`i\1oO  
    Parameter Run 设置 b=1%pX_  
     !}5*?k g  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； xr.XU'  
     _f3 WRyN0  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 4V$fGjJ3  
     .=XD)>$  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 LN^UC$[tk  
     30_ckMG"g  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 > :Ze4}(  
     !| xZ6KV  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 wbi3lH:;  
    优化函数依据迭代次数进行显示： g~ !$i`_b  
    xGRT"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。 ^=0 $  
     )o jDRJ&  
    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。 _]=9#Fg7{  
     mM5|K@0|  
    参数构成： /C$ xH@bb  
     <uD qYT$6  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； rY,PSK/j  
    8bOT*^b$H  
      
    :6lwO%=F  
    局部参数优化： s<&[\U  
    $"8d:N?I[  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 5+K;_)   
    q (>c`5  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ?4G(N=/&  
    ,J(lJ,c  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 :#$F)]y'\  
    =Ndli>x}1  
    g1 9S  
    bRPO:lAy  
    参数定义： O k7zpq  
    3SNL5  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 DZs^ 2Zc  
    p<5!0 2yQ\  
    缝宽10—190nm权重1e20 B1$ikY  
    T'1gy}  
    优化函数定义： l}}UFEA^  
    VVuR+=.&  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 7>n"}8i  
    &U"X $aFc  
    ——偏振对比度大于50（全波段） c+2%rh1  
    L.B~ax.|Z  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ~R.dPUr  
    /\E [  
    m^I,}1H4  
    选择下山简法进行局部优化。 Zw$ OKU  
    *)>do L  
    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。 ai;\@$ cq  
    Yc`<S   
       ]V<-J   
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 =;{^" #r\  
    ;%zC@a~{  
    优化过的参数为： 6sB$<#  
    |J3NR`-R  
    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% K]fpGo  
    rWQY?K@  
    结论： 6 h'&6  
    \VN=Ef\E  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 5~r2sCDPk  
    L"vj0@n'0  
    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。 H+l,)Se  
    uZ(? >  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 G!Zyl^  
    QQ：2284816954 备注：光学     S%l:kKD  
     
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