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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 ''H"^oS  
     v^N`IJq  
    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。 ,Na^%A@TJ  
     8wK ~ i  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 S6xgiem  
     uO6{r v\  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ,"\@fwy{  
    R>/ NE!q  
    相关案例：100.01,101.01 (JUZCP/\  
     ZnW@YC#9  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 //f  
     g}x(hF  
    建模任务： xSMt*]=9  
     fv!?Ga(  
    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。 ;*2>ES  
     x/ *-P b-_  
    \%0n}.A  
    优化目标：  _; Y`  
    ?6^|ZtB  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Yg9joNBh  
     3Ot~!AlR  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ?jx1R^  
     QDx$==Fo  
    优化函数： /Ncm^b4  
     c;2#,m^  
    —最小化TE的透过率 Wb}c=hZv  
     zfA GtT <  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） z4X}O {  
    k,yZ[n|`  
     eWJ`$"z  
       r!PpUwod  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 #OO>rm$  
    g%[c<l9  
     ` Ag{)  
    jho**TQ P  
    优化的自由变量为： 2-N 'ya  
    p Z: F:  
    —缝宽：10—190mm BZ54*\t  
     ;!!n{l$r'  
    —光栅深度：20—200nm ~*A8+@ \R  
     "ZM4F?x  
    优化算法： >TkE~7?l  
     xG&)1sT#-\  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 F8:vDv  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 ?W^c4NtP  
     L|P5=/d  
    光路流程图和偏振分析器： %h?x!,q Y  
     PYbVy<xc  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 fk1ASV<rN  
     U4aU}1RKz  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 #S&Tkip]"W  
    d)4 m6  
    Parameter Run 的全局搜索： 2EZb )&Q  
     - K9c@?  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Oy U  
     3 @ak<9&  
    Parameter Run 设置 S"wR%\NIp  
     ?HF%(>M  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； "#[!/\=?:  
     Dn&D!B  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ![]`` g2  
     )OiT{-m  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ])xx<5Jt4  
     v\m ]A1  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 S;$-''o?9  
     s l]_M  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 *%{gYpn  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Oo"^%F~%  
    }:X*7 n(&  
    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。 BZ zrRC  
     &|f@$ff  
    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。 H,Z;=N_  
     0 stc9_O  
    参数构成： WI?oSE w  
     sCR67/  
    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%； }ZYv~E'  
      
    6d_'4B  
    局部参数优化： Vx~,Uex0+  
    ]IoUwgpI)  
    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。 q Y#n'&  
    ?b(=1S\E'^  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； anXc|  
    .Fdgb4>BXX  
    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。 0q&<bV:D  
    b )B? F  
     o4|M0  
    G1vNt7  
    参数定义： {phNds%  
    28 ?\  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 bD/~eIcWL  
    Y;?{|  
    缝宽10—190nm权重1e20 9I6a"PGDb  
    xai*CY@cQ  
    优化函数定义： a(l29>  
     Vh_P/C+  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） z6*X%6,8  
    Zl^\Q=*s  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Wk)OkIFR  
    |S_eDjF  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 [ucpd  
    IZpP[hov  
    7pe\M/kl  
    选择下山简法进行局部优化。 wne,e's}   
    OX\A|$GS  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Yt;MV)  
    Tf'hc]`vS  
       C{U?0!^  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 RZXjgddL  
    )h7<?@wv&  
    优化过的参数为： vSEuk}pk  
    y*qVc E  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% D]zwl@sRX:  
    %nf6%@s  
    结论： \W~ N  
    Z&1\{PG3*  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 f4fvrL  
    h2G$@8t}I  
    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。 32&;`]C  
    ]n6#VTz*  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 8Vr%n2M  
    Y3Yz)T}UkS  
    _852H$H\  
    QQ：2987619807     .P8&5i)'P,  
     
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