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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 tlA4oVII  
     PQlG !  
    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。 P)tXU  
     Yono8M;9*  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 pzCD' !*  
     gPd:>$  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 6JSa:Q>,  
    Xa Yx avq  
    相关案例：100.01,101.01 P (_:8|E  
     EX='\~Dw  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 >8#(GXnSt  
     <xOpm8  
    建模任务： rPZ<  
     <YUc?NF  
    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。 0/#XUX 4  
     7Q/v#_e(  
     #Z"N\49  
    优化目标： f>;5ZE4Zu  
    Z=L' [6  
    —TE模偏振光的透过率最大化 I`5F& 8J{  
     r%&hiobMYs  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Qo0okir  
     VX[{X8PkS  
    优化函数： @lc1Ipfk"  
     _( 0!bUs>  
    —最小化TE的透过率 OV;Ho  
     fp:j~a>E  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） [f:>tRdH  
    *$1*\oCtz  
     *J 7>6N:-  
       "k"q)5c  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Iu[^"  
    'lHtz ~[  
     \Nb6E&+  
    @:oMlIw;  
    优化的自由变量为： %&V<kH"7Q{  
    A&Ut:OiA  
    —缝宽：10—190mm _U.8\J2  
     #ie{!Mh  
    —光栅深度：20—200nm 9 /t}S6b{  
     %_@8f|# ,M  
    优化算法： mucY+k1>g  
     dWg$yH  
    —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。  sFx $  
    —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。 ZBJ.dK?Ky|  
     ~5:]Oux  
    光路流程图和偏振分析器： '355Pce/  
     l9qq;hhGP,  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 )m\%L`+  
     $_S^Aw?  
    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。 TAi |]U!  
    E IsA2 f  
    Parameter Run 的全局搜索： lh(A=hn"n  
     ;k (}~_  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 DJr 8<u  
     VE wv22'  
    Parameter Run 设置 ^X)U^Qd  
     {S~2m2up0L  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； $QNfy.6Tn  
     jO3Q@N0_  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； CImB,AXS  
     XFG]%y=/6  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 b3#c0GL  
     ]m=* =LLC  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 -x:Wp*,  
     P2 !~}{-  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 7EI(7:gOn  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 4AZlr*U  
    A}t.`FLP,j  
    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。 L((z;y>q|  
     QbV)+7II=  
    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。 !D7\$ g6g  
     ( J\D"4q  
    参数构成： l1gAm#  
     O<L /m[]  
    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%； `axNeqM  
    N95"dNZE  
      
    j ;VYF  
    局部参数优化： '=\]4?S  
    h'MX{Wm.  
    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。 v srce  
    Dr7,>Yx  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； !yoj ZG MB  
    unSF;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。 q>]v~  
    y?_tSnDK  
    %/1`"M5ko  
    HR['y9 U  
    参数定义： h&h]z[r R  
    u'yePJTE  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Pkc4=i,`A  
    qW?^_  
    缝宽10—190nm权重1e20 ~AjbF(Ad  
    jM2gu~  
    优化函数定义： B&-;w_K  
    v@Otp  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） oYlq1MB?  
    a9FlzR  
    ——偏振对比度大于50（全波段） B,e@v2jO|  
    0t/S_Q  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 dAym)  
    `S;pn+5  
    o"7,CQye  
    选择下山简法进行局部优化。 n." j0kc7=  
    goRoi\z $  
    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。 bnB}VRal  
    OWtN=Gk  
       D dt9`j  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 d!Y,i!l!  
    TD!QqLW  
    优化过的参数为： /3FC@?l w4  
    w2/%e$D!9  
    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% dkG-Yz~  
    dH#o11[  
    结论： _ F@>?\B  
    i]8zZRe  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 3zs~ Y3M?i  
    mEyZ<U9  
    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。 {BJ[h  
    UCvMW*gs  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 BCsW03sQ  
    QQ：2284816954 备注：光学     SV6Np?U  
     
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