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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 ~wQ WWRk  
     YfYL?G  
    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>hCh5  
     -_H2FlB  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 1Y"y!\t7G  
     j$/uJ`  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 #'{PY r  
    (\[!,T"[  
    相关案例：100.01,101.01 x[h<3V"  
     \6PIw-)  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 _J$p <  
     8`R}L  
    建模任务： ^a0 -5  
     - G2M;]Cn  
    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。 '}[L sU  
     QSQ\@h;E  
    w6%CB E2  
    优化目标： I<o4l[--  
    XdXS^QA .s  
    —TE模偏振光的透过率最大化 b`%e{99\  
     Q $,kB<M  
    —TM模偏振光的透过率最小化 x#xO {  
     6P[O8  
    优化函数： %QcG^R  
     Yka yT0!  
    —最小化TE的透过率 _ O71r}4  
     Q,+*u%/u  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Z.#glmw^=R  
    LFry?HO,D  
     T;e(Q,!H  
       +c2=*IA/  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 s)ajy^6'M  
    C=f(NpyD6  
     MnsWB[  
    61;5Yo  
    优化的自由变量为： W}i$f -K  
    a-A4xL.gm  
    —缝宽：10—190mm U@ QU8  
     [==Z1Q;=  
    —光栅深度：20—200nm 9'r3L)[  
     +as\>"Cj+2  
    优化算法： *j;r|P;g  
     @G-k]IWi  
    —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。 E MbI\=>yS  
    —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。 bI0+J)  
     ]cY'6'}Hz  
    光路流程图和偏振分析器： w9h5f  
     "4- Nnm  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ?ew]i'9(  
     G U/k^ Qy  
    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。 hLA=7  
    -5*;J&.  
    Parameter Run 的全局搜索： 2PW3 S{Dt  
     8o!^ZOmU<  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 JO$]t|I  
     s+t eYL#Zi  
    Parameter Run 设置 2xxwQwg8  
     s9dBXfm  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； {.)~4.LhQM  
     K#yH\fn8  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 9Qd'=JQl  
     VL1z$<vVXt  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 @WE$%dr  
     f }e7g d]M  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 h^X.e[  
     s'w 0pZqj  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Wm/k(R`O<  
    优化函数依据迭代次数进行显示： f}uCiV!?v  
    $f\-.7OD  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 +Uk.|@b=-V  
     ;]ew>P)  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 )[Cm*Xxa$  
     N%i<DsK.u6  
    参数构成： 7q1l9:VYE  
     $h f\ #'J  
    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%； M:M<bz Vu  
      
    ? +!?$h  
    局部参数优化： lO@Ba;x  
    "61n?Z#,M[  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 \'b- ;exH  
    eT?LMBn\  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm；  8eLL  
    >,1LBM|0u  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 h2snGN/{Hb  
    &(7Io?  
    t0(hc7`  
    *mt v[  
    参数定义： ?2Dz1#%D  
    hQeZI+  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Re>e|$.T  
    4\RuJx  
    缝宽10—190nm权重1e20 J'v|^`bE  
    ak&v/%N  
    优化函数定义： l"#,O$x"#@  
    ;I' ["k%  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） lvffQ_t  
    mK4A/bsE  
    ——偏振对比度大于50（全波段） wxrT(x|  
    jz0\F,s  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 v}i}pQ\DK  
    Z2 4 m  
    "yk%/:G+  
    选择下山简法进行局部优化。 [?2mt`g  
    aKO@_R,:  
    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。 F*H}5yBp_:  
    -Ox HQ  
       tDVdl^#  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 9x\G(w  
    st>t~a|T  
    优化过的参数为： ;C%EF  
    ?i"FdpW  
    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|)t[,c  
    a4YyELXe  
    结论： I&c#U+-A'  
    sjGZ ,?%  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 yuB BO:\.  
    }vIm C [  
    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。 95/C4q  
    i :72FVo  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 lNw?}H  
    I 3PnyNZ  
    =G :H)i  
    QQ：2987619807     V"XN(Fd^  
     
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