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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 >O~5s.1u  
     54w-yY  
    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。 _y UFe&  
     m@~x*+Iz  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 )zo ;r!eP  
     !d(V7`8  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 `f]O  
    e IA=?k.y  
    相关案例：100.01,101.01 ^ BKr0~4A  
     nT"z(\i.!J  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 D9 en  
     z, [ +  
    建模任务： &)-?=M  
     :^a$ve3(Jq  
    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。 2-84  
     G2D<LRWt4  
    {IWb:p#I]  
    优化目标： )3sb 2 #  
    Kq$1lPI  
    —TE模偏振光的透过率最大化 6! 'Xo:p  
     J?'!8,RX  
    —TM模偏振光的透过率最小化 @HI5; z  
     S}X:LHr*  
    优化函数： 2|BE{91  
     QUf_fe!,|  
    —最小化TE的透过率 G>x0}c  
     E<dN=#f6  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 0 i"OG( ,  
    dp_q:P4; B  
     Ek3O{<  
       :%{7Q$Xv<  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ikQ2x]Sp  
    14RL++  
     B|v fkX2f  
    16vfIUtb  
    优化的自由变量为： K-ebAaiC  
    LKa_ofY  
    —缝宽：10—190mm |4vk@0L  
     $`%.Y&A  
    —光栅深度：20—200nm Dg`W{oj  
     dkjL;1  
    优化算法： 3$Je,|bs  
     R<-KXT9  
    —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。 h.nzkp5  
    —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()Do1tR  
     *RPI$0  
    光路流程图和偏振分析器： +\4=G@P.J  
     U|=y&a2Rb  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ;XT$rtuX  
      BeQJ/`  
    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。 Gx m"HC  
    F~EriO  
    Parameter Run 的全局搜索： dSbV{*B;>  
     =B 9U  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 H,'c&  
     lI9 3{!+>  
    Parameter Run 设置 ^IpS 3y  
     EOL03N   
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 8g\.1<~  
     AOpfByw  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； -Db(  
     "LYob}_z  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 uJQeZEe  
     >|<6s],v  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 @:}z\qBM  
     V;$lgTs|'  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 )j](_kvK  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ][3 "xP  
    k:f Rk<C  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 E)Dik`Ccl  
     ~34$D],D  
    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。 T"O!  
     @I%m}>4Jm  
    参数构成： DGcd|>q  
     }+z}vb  
    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%； q;rU}hAzG0  
      
    LTxOq|/Cq  
    局部参数优化： TWy1)30x  
    %BL+'&q  
    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。 IySlu^a  
    X]N8'Yt  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； H]cCyuCdH  
    M:ttzsd  
    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。 _$r+*nGDz  
    1Z`zdZs  
    mV-MJ$3r  
    74Lq!e3hMF  
    参数定义： 56fcifXz@  
    gX[6WB"p  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 lm$T`:c  
    &`@K/Nf$9  
    缝宽10—190nm权重1e20 a}6Wo=  
    h>4\I;Ij  
    优化函数定义： Q WOd&=:  
    xSw ^v6!2  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） zzM 'uo  
    6b@:La  
    ——偏振对比度大于50（全波段） TtHqdKL  
    &",pPu q  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 (i {  
    0 ~VniF^  
    ^;L;/I[-  
    选择下山简法进行局部优化。  $///N+B  
    X[R/j*K  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 7Kfh:0Ihhy  
     E;k'bz  
       Iu=iC.50}  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 1%H]2@  
    `w2hJP  
    优化过的参数为： -FwOX~s/'  
    `C,479~J  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% ='a$>JVJ5  
    /aP`|&G,)  
    结论： 4~D?F'o  
    I U/gYFT  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 :dK/}S0  
    q* +}wP  
    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。 'RXh E  
    N\rbnr  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 +Ibcc8Qud  
    s~,Ypo?  
    >A#]60w.  
    QQ：2987619807     o@vo,JU  
     
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