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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 i{ @'\}{L  
     %`'z^W  
    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。 [0ffOTy  
     TDE1z>h+"  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 h&M RQno  
     %OW9cqL>l  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 %Dls36F  
    o;>3z*9?3  
    相关案例：100.01,101.01 $A@3ogoS&  
     w LN2`ucC  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 niEEm`"  
     -,A5^>}%,Y  
    建模任务： wv.Ul rpx.  
     K}<!{/fi)  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 #K1BJ#KUt  
     Y0yO `W4  
    -f2`qltjb  
    优化目标： 50GYL5)q  
    kqvJ&7  
    —TE模偏振光的透过率最大化 u%1k  
     o-=d|dWG  
    —TM模偏振光的透过率最小化 vZeYp  
     N 3yB1_   
    优化函数： tP Efz+1N  
     )cK  tc  
    —最小化TE的透过率 Wj j2J8B  
     ,Q=)$ `%  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） JM-ce8U  
    bjPbl2K  
     Rs F3#H  
       b({Nf,(a2  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ow+Dd[i  
    $#7J\=GZ+  
     }\939Y  
    Wbn[Q2h5  
    优化的自由变量为： 3']:1B  
    {p e7]P?  
    —缝宽：10—190mm uH&,%k9GVK  
     ,B~lwF9  
    —光栅深度：20—200nm ,M@m4bx  
     |pH* CCA  
    优化算法： s1Tl.p5  
     /iTUex7T  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 BgkB x  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 l!;_lH8W$  
     K Z!N{.Jk  
    光路流程图和偏振分析器： ;o)=XEh8P  
     U+*oI*  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 &V#zkW  
     Z<N&UFw7QJ  
    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。 =(.mf  
    ;c X^8;F0  
    Parameter Run 的全局搜索： G/fP(o-Wd  
     (K*/Vp  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ;5D @kS^  
     NF/Ti5y  
    Parameter Run 设置 Q"_T2fl]vP  
     9iGE`1N%E  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； M9Nk=s! 3  
     hJ;f1dZ7}  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； {1Ju} =69  
     FDVI>HK @  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。  :Hzz{'  
     @.Z[M  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 *K+jsVDY  
     '&-5CpDUs  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Mhv1K|4s  
    优化函数依据迭代次数进行显示： b(#"w[|  
    DJViy  
    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。 QiTR-M2C!  
     I&pr_~.  
    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。 .DDg%z  
     qGpP,  
    参数构成： fiE>H~  
     NK7H,V}T  
    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%； | V.S.'  
      
    #Mj$o;SX  
    局部参数优化： R`@8.]cpPy  
    ]aC ':55(  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 @<D'-mMt  
    gp~yt0AU  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； a=J@y K  
    ; x:k-s2-  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 +cz"`T`X 2  
    cWN d<=Jp  
    J3/\<=Qh  
    y|q@;*rGNa  
    参数定义： /d0Q>v.g  
    IajD;V  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ,wtFs!8  
    xwTijSj  
    缝宽10—190nm权重1e20 S}oG.r 9  
    pU?{0xZH  
    优化函数定义： wGEWr2$  
    %f3c7\=C  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） w^06z,  
    :/o C:z\h  
    ——偏振对比度大于50（全波段） L;/9L[s,  
    J[ e}  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ![*:.CW  
    iYk':iv}S  
    Uc_jQ4e_  
    选择下山简法进行局部优化。 [J a)<!]<  
    /xl4ohL$a  
    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。 \hs/D+MCk  
    r_b8,I6{]  
       }1QI"M*  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 z-n>9  
    <+V-k|  
    优化过的参数为： Yo>`h2C4  
    =WIE>*3[  
    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% Oo FgQEr@  
    r?fH &u  
    结论： R<"2%oY  
    ,"~WkLI~\t  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 -glugVq  
    %b=Y <v  
    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。 [/ AIKZM<  
    {DU"]c/S  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 30D: ZmlY  
    s(Z(e %  
    *i@sUM?K  
    QQ：2987619807     M2}np  
     
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