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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 \W6 |un  
     [0G>=h@u  
    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。 kY6))9 O  
     ?k:i3$  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 M^^u{);q  
     z[wk-a+w  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 8Cr?0Z  
    vv,(ta@t2  
    相关案例：100.01,101.01 6gfdXVN5  
     (7rG~d1iS  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Aq{m42EAj  
     []M+(8Z_P  
    建模任务： O({-lI  
     }?Y+GT"E  
    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。 s"|N-A=cS  
     HiG&`:P>q  
    P( W8XC  
    优化目标： G#! j`  
    cZ7b$MZ%9  
    —TE模偏振光的透过率最大化 2aN  
     +:[dviyPt  
    —TM模偏振光的透过率最小化 6X:- Z 3  
     VMW ?[j  
    优化函数： 5\tYs=>b<  
     )N2yhdcqI  
    —最小化TE的透过率 E}qeh"sJt  
     OX4+1@$tk  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 7j& l2Z  
    D] 2+<;>`>  
     xTM&SVNbL_  
       bct&ge7YX  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 E4[\lX$J  
    xZmKKKd0*  
     'F+O+-p+  
    @11voD  
    优化的自由变量为： FO}4~_W{  
    k>n^QHM  
    —缝宽：10—190mm (.!q~G  
     N[ArwV2O  
    —光栅深度：20—200nm (w% hz']  
     # dxlU/*  
    优化算法： &^9>h/-XT  
     cVn7jxf  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 W9V%Xc`LQ  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 Ye!=  
     7XWgY%G  
    光路流程图和偏振分析器： 6M$.gX G.  
     ,lA J{5\#  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 VkhK2  
     xyz-T1ib  
    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。 :yk Z7X&  
    6aQ{EO-]'=  
    Parameter Run 的全局搜索： ?-\KVha  
     x)vYc36H  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 JEBo!9  
     G68N@g  
    Parameter Run 设置 rmQGzQnun  
     G';oM;~/|  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； r?/>t1Z  
     2 >xV&  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； p dnL~sv  
     5I(` s#O  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Z@C D1+G  
     =AcbX_[  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 3y 3 U`Mo  
     7P|(j<JX6'  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ?QVD)JI*k  
    优化函数依据迭代次数进行显示： o~>p=5t  
    N{p2@_fnB  
    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。 <!OP b(g2  
     x=au.@psBS  
    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。 vlj|[joXw  
     S-f3rL[?  
    参数构成： <U,T*Ql1x  
     ,CM$A}7[  
    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,yK&*>JJ  
      
    P<4jY?.  
    局部参数优化： l1W5pmhK]'  
    At bqj?  
    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。 rX{|]M":T  
    Y?%6af+  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 3?5 ~KxOE(  
    3UN Jj&-`  
    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。 O &w$  
    p-(Z[G*  
    A&t'uY6  
    Yaa M-o  
    参数定义： am"/Anml|  
    caj)  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 RXWjFv~/  
    ]7u8m[@  
    缝宽10—190nm权重1e20 z ~VA#8>  
    M2zfN ru  
    优化函数定义： LiB0]+wzj  
    #JLDj(a?  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） )7i?8XiSZF  
    l E&hw  
    ——偏振对比度大于50（全波段） BklB3*n  
    IYQYW.`ly  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ;!~;05^iD  
    k Lv_P[I  
    %MjPQ  
    选择下山简法进行局部优化。 nL:vRJr-$  
    xY~ DMcO?  
    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。 @`_j't,  
    93!a  
       Iiy:<c  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Uv+pdRXn  
    3tm z2JIb  
    优化过的参数为： _N-7H\hF  
    Q[b({Vj;tG  
    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% f<}!A$wd  
    Fb``&-Qm:  
    结论： - 5k4vx N}  
    ~<Lf@yu-{  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 tm|lqa  
    n7MS{`  
    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。 }DM2#E`_  
    FI/YJ@21  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 "w'YZO]>  
    K4F!?#  
    V!opnLatYS  
    QQ：2987619807     4vX]c  
     
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