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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 k{#k:  
     m(MQ  
    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。 NJgu`@YoI  
     IqFcrU$4  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 cZ|NGkZ  
     `ovMfL.u  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 "qF/7`e[  
    du$M  
    相关案例：100.01,101.01 H`fJ< So?  
      f_n  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 k(^TXUK\o  
     ?!U.o1  
    建模任务： O50<h O]l  
     , +J)`+pJx  
    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。 IB| 6\uKn  
     X,aRL6>r  
    b way+lh  
    优化目标： No6-i{HZ  
    MXfyj5K  
    —TE模偏振光的透过率最大化 H=,>-eVv*  
     &8l?$7S"_/  
    —TM模偏振光的透过率最小化 $;G<!]& s  
     TMY. z  
    优化函数： yc?L OW0  
     N,rd= m+  
    —最小化TE的透过率 tmq?h%O>  
     $%\6"P/64  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） &.DRAD)  
    `<d.I%}  
     iYvzZ7 8f  
       ,M?8s2?  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 9uWg4U  
    ~mt{j7  
     |[iO./ zP  
    aY? VP?BL  
    优化的自由变量为： ;@ixrj0u  
    I50Ly sM  
    —缝宽：10—190mm sV2D:%\K:  
     LKcp.i  
    —光栅深度：20—200nm zEO~mJzo  
     t !6sU]{  
    优化算法： #`gX(C>  
     `.O$RwC&7B  
    —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。 .6$=]hdAp  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 h7fytO  
     K;"oK  
    光路流程图和偏振分析器： X$ \CC18  
     AQ(n?1LU  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 7glf?oE  
     W`vPf  
    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。 Ewr2popK  
    2e1%L,y{W  
    Parameter Run 的全局搜索： oY0b8=[  
     $dKfUlO  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ]zyT_}&  
     N".BC|r  
    Parameter Run 设置 " ]G'^  
     IoJI|lP  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； qGV(p}$O  
     `3ha~+Goo!  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； zF^H*H  
     ^&86VBP  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ]!^wB 3j  
     ;}f {o^]'  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 5<`83; R9  
     hy;V~J#  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 eDP&W$s#  
    优化函数依据迭代次数进行显示： iOhX\@&  
    k3t]lG p  
    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`0dF<<{[y  
     [Q8Wy/o Q  
    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。 +{=U!}3|  
     >f Hu  
    参数构成： z7XI`MZN^  
     [^}bc-9?i  
    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%； Nb3O> &J  
      
    cy!P!t,@  
    局部参数优化： 9]ZfSn)  
    W0mvwYON[  
    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。 k)D5>T  
    V*O[8s%5v  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； .YvIVQ  
    ewn\'RLZ"@  
    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。 OhN2FkxL  
    4@\$k+v  
    LqI&1$#  
    DVwB}W~  
    参数定义： Z?qLn6y1W  
    hP WP6;Z  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 q>K3a1x  
    >)NS U  
    缝宽10—190nm权重1e20 eB9&HD:  
    t+F_/_"B  
    优化函数定义： J9tV|0  
    'lpCwH  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） iuXXFuh  
    'J0I$-QYk  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ws QuJrG  
    sl@>GbnS  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 o/a2n<4  
    )sK53O$  
    wBw(T1VN  
    选择下山简法进行局部优化。 *'H\`@L  
    /3hY[#e  
    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。 Z*b l J5YC  
    |N6.:K[`  
       ;<T,W[3J  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 #/H2p`5  
    sqV~ Dw  
    优化过的参数为： vN_ 8qzWk  
    /%jX=S.5h<  
    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% {0+WVZ4u  
    Q;z!]hjBM  
    结论： pZ*%zt]-a  
    -@]b7J?`k  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 *CQZ6&^  
    FAc^[~E  
    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。 KlS#f  
    j$ lf>.[I  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 -'D ~nd${  
    cl4 _M{~  
    jy>?+hm?  
    QQ：2987619807     @T L|\T  
     
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