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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 x,,y}_YX  
     P35DVKS  
    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。 f1MRmp-f'  
     sgp.;h'  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ?8-!hU@QC  
     'dwT&v]@  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 &J6`Q<U!  
    J,yKO(}<C  
    相关案例：100.01,101.01 ={O ~  
     [s>3xWZ+a  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 R+M=)Z  
     f+^6.%  
    建模任务： <: v+<)K  
     i)o;,~ee  
    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。 8}  B  
     gF{ehU%  
    y|5s  
    优化目标： xol%\$|  
    %e E^Y<@g  
    —TE模偏振光的透过率最大化 9(N  
     1Z# $X`  
    —TM模偏振光的透过率最小化 OUv<a `0  
     Z+El(f x  
    优化函数： c@t?R$c  
     _Je 4&KU  
    —最小化TE的透过率 JI "/,fK^  
     ] 3{t}qY$A  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） +` Md5.w  
    AByl1)r|  
     V.GM$  
       GJ,&$@8)  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 rOSov"7  
    ra$:ibLN  
     h Qn?qJy%W  
    *-T.xo  
    优化的自由变量为： V?u#WJy/  
    QtW9!p7(  
    —缝宽：10—190mm D\Ak-$kJ^  
     GcVQz[E  
    —光栅深度：20—200nm 6 8tyWd}  
     d51lTGH7Z  
    优化算法： iq; | i!  
     | &X<-  
    —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。 I=0c\ 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。 8Qg10Yjy  
     54_}9_g  
    光路流程图和偏振分析器： *7!MG  
     '}Fe&%  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 cJ4My#w  
     -zg*p&F  
    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。 ppAbG,7  
    h* S"]ye5  
    Parameter Run 的全局搜索： `n PdZ.  
     jx}&%p X  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ZJ/528Ju  
     uavATnGO{B  
    Parameter Run 设置  +A3/^C0  
     5|H;%T 3_  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； l~r;G rd/5  
     YdhTjvx  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； !nBbt?*  
     :U?g']`Z##  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 A!lZyG!3  
     E|@C:ghG  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 bY~K)j v3&  
     c^r8<KlI9  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 )d3 09O  
    优化函数依据迭代次数进行显示： :5k* kx#y  
    6<&A}pp  
    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。 dSGdK $XA  
     s%jBIeh  
    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。 '.Y,VJaL  
     uN%Cc12  
    参数构成： x"2p5T7*>  
     K"!rj.Da  
    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%； aq?bI:>8  
    tiK M+ ;C  
      
    DsdM:u*s  
    局部参数优化： 5{! fa  
    )PN8HJAArh  
    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。 L=<xTbY  
    %KyZ15_(-L  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； M^kaik  
    db )2>  
    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。 #}~tTL  
    3! P^?[p3  
    ktU:Uq  
    | R,dsBd  
    参数定义： 8{4'G$6  
    RRO@r}A!y  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 >{^_]phlb  
    cj>@Jx}]M  
    缝宽10—190nm权重1e20 Sm/8VSY  
    1]} \h]*  
    优化函数定义： |gk*{3~y  
    AH,?B*zGj  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） DFr$2Y3H  
    ?O 25k!7  
    ——偏振对比度大于50（全波段） A+/Lt>+AS  
    D4$b-?y  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 (u?s@/e:`/  
    HS=w9:,  
    /M5.Z~|/  
    选择下山简法进行局部优化。 {V[xBL <  
    7] y3<t  
    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。 +C=vuR  
    lg|6~=aQ  
       i3 js'?7E  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 lr&2,p<  
    XU'(^Y8Imz  
    优化过的参数为： wGO-Z']i  
    orJ|Q3c)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% @;EQ{d  
    c<1$ zQY!  
    结论： Q}&'1J  
    n^' d8Y(  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 3r%v@8)!b  
    S(=@2A+;  
    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。 cJSNV*<  
    Wi$?k {C  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 $I5|rB/4?  
    QQ：2284816954 备注：光学     X[J<OTj`$  
     
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