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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 q^[t</_ N  
     s9C^Cy^su  
    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。 ld(60?z>FH  
     P(PBOB97  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 OP!R>|  
     Ug*B[q/  
    所需工具箱：高级光栅工具箱  %lj5Olj  
    ..yV=idI  
    相关案例：100.01,101.01 <0';2yP"  
     8L[+$g`  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 -'c qepC{T  
     ;Am3eJa*-  
    建模任务： ;"D}"nL  
     Dbn ~~P  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 sm18u-  
     X1w11Z7o  
    Q7x[08TI  
    优化目标： F w{:shC  
    1e\cJ{B  
    —TE模偏振光的透过率最大化 hT^&*}G  
     &l cfX\y  
    —TM模偏振光的透过率最小化 )B]"""J  
     9swHa  
    优化函数： ue8 @=}  
     -gGw_w?)(  
    —最小化TE的透过率 wai3g-`  
     pCkMm)2g!  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） KaEaJ  
    <HnJD/g  
     {)Wf[2zJ  
       |2'WSAWG  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 jA "}\^%3  
    A^}#  
     !=S?*E +j)  
    7bYwh8  
    优化的自由变量为： ?[#w*Am7  
    0$Tb5+H5  
    —缝宽：10—190mm +1#oVl!  
     7s^b@&Le  
    —光栅深度：20—200nm ksq4t  
     bF9.k  
    优化算法： 5_y w  
     Q>L(=j2t  
    —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。 x((u  
    —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。 <5L99<E  
     ]$#bNt/p  
    光路流程图和偏振分析器： wHbmK  
     g]j&F65D  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Uic  
     \i?bt0bM  
    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。 pku\)  
    S\ak(<X  
    Parameter Run 的全局搜索： I3 6@x`f  
     ZeG4z({af  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 -pJ\_u/&%`  
     ~_i=hx  
    Parameter Run 设置 EkV#i  
     <f (z\pi1  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Dlz0*eHD  
     ;8=Bee4  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； }\m.~$|[  
     xVsI#`<a  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 7/M[T\c  
     8'E7Uj  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 qJ5b;=  
     j#3IF *"  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 .Ao _c x  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 0B[~j7EGO  
    %>/&&(BE  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ("(wap~<nD  
     {|$kI`h,3-  
    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。 s Y4w dG  
     s5v}S'uO{  
    参数构成： LRw-I.z  
     qYoU\y7  
    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%； i<$?rB!i<1  
    @r<2]RXlc  
      
    =,6X_m  
    局部参数优化： {oAD;m`  
    ouyZh0 G  
    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。 @ o<O I  
    >KQ/ c  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ]w,|WZm  
    oNYFbZw  
    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。 6i+AJCkC  
    >mtwXmI  
    H/*slqL  
    3-AOB3](  
    参数定义： _s<BXj  
    mz x$(u  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 pm9sI4S  
    d" 0&=/  
    缝宽10—190nm权重1e20 bz 7?F!  
    1}Guhayy  
    优化函数定义： 9]T61Z{OW1  
    "PS ) "t  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） }s"].Xm^2  
    &*8.%qe;  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ve"tbNL  
    d%L/[.&  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 FQ 0 ;%Z  
    4K HIUW$  
    M%$ITE  
    选择下山简法进行局部优化。  `wIWK7i  
    sSk qU  
    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。 , ExY.'%1  
    sEKF  
       ,jW a&7  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 xEq?[M  
    ,dosF Q  
    优化过的参数为： Z6-  
    ,* \s  
    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% =eS?`|  
    cM,g, E}  
    结论： 3me&isKL  
    lSoAw-@At8  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ![4_K':=  
    Hj1?c,mo4  
    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。 *aFh*-Sj2I  
    "1>w\21  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Y~*aA&D  
    QQ：2284816954 备注：光学     NYKYj`K  
     
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