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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 pXBlTZf  
     EXD Qr'"  
    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。 q;0QI{:5v  
     ((T0zQ7=  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 i$b Het  
     /ig'p53jL  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 \yNe5  
    1e(Q I) ~  
    相关案例：100.01,101.01 ^g eC?m  
     L4?)N&V  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 0z1UF{{  
     _b(y"+k  
    建模任务： uBXl ltU  
      J0Ik@  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 '"QN{ja  
     Fo86WP}  
    ^N`bA8  
    优化目标： {u4=*> ?G  
    ZN]LJ4|xu  
    —TE模偏振光的透过率最大化 p z]T9ol~  
     c4AkH|  
    —TM模偏振光的透过率最小化 @M!Wos Rk  
     >nA6w$  
    优化函数： ? pkg1F7  
     ;[}<xw3):  
    —最小化TE的透过率 map#4\  
     G*x"drP  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） :6}y gL*i  
    WP b4L9<  
     j4hiMI;  
       ~=xS\@UY =  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 se:lKZZ]  
    a&*fk?o  
     $Z8=QlG>  
    8H})Dq%d7  
    优化的自由变量为： Ous_269cM  
    h;(#^+LH  
    —缝宽：10—190mm D3BNA]P\2@  
     Ka$YKY,  
    —光栅深度：20—200nm ~c*$w O\  
     Np?%pB!Q  
    优化算法： B-`,h pp  
     a?]"|tQ'  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 hQT  p&  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 ?%Pd:~4D  
     qbwX*E~ ;  
    光路流程图和偏振分析器： zYW+Goz/C  
     OE4hG xG  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 `J(im  
     ee0)%hc1t  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 )`sEdVxbr  
    G?t<4MT v  
    Parameter Run 的全局搜索： }%;o#!<N(@  
     tAM t7p-  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ",hPy[k  
     MI,b`pQ  
    Parameter Run 设置 N7b+GqYpF>  
     v[O}~E7'  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； !&k}YF  
     86BY032H  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ?^< E#2a  
     x=%p~$C  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 rrSsQq  
     }eO{+{D +  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 >5aZ?#TS1  
     uV@#;c4  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 !ibdw_H  
    优化函数依据迭代次数进行显示： _7#9nJ3|  
    HL^+:`,  
    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。 =y$|2(6  
     XIAHUT5~J  
    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。 E W {vF|  
     k[`9RGT  
    参数构成： vl "l  
     4w\@D>@}H  
    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%； zB?} {@  
      
    4zRz U  
    局部参数优化： ~'[0-_]=f  
    xxsax/h  
    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。 ds*N1[ *  
    #'@pL0dj  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； t Lz,t&h  
    R@+%~"Z  
    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。 l. 9 i `  
    :?*|Dp1  
    Ju"* ;/  
    !m* YPY31  
    参数定义： 1TagQ  
    " aEk#W  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Y M <8>d  
    !6R;fD#^s  
    缝宽10—190nm权重1e20 Z/r=4  
    mip2=7M|C  
    优化函数定义： UcHe"mn  
    us ,!U  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） "x+o(jOy  
    Zt;dPYq>  
    ——偏振对比度大于50（全波段） EU@ BNja  
    Q||v U  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Q=,6W:j  
    Hz*5ZIw  
    Em%0C@C  
    选择下山简法进行局部优化。 e6 R<V]g  
    Mx3MNX /  
    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。 iB]xYfQ&@V  
    @Nm;lZK  
       TQ/EH~Sz  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 U/W<Sa\`  
    E=H>|FgS  
    优化过的参数为： g[NmVY-o  
    b6mSPH@  
    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% \-]zXKl2k  
    e;*GbXd|  
    结论： =02$Dwr  
    :"vW;$1 }  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 4dEfXrMf  
    0bR)]"K  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 B#|c$s{  
    qy9RYIfZ  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 <Z nVWER  
    _i/x4,=xv  
    Ke*tLnO  
    QQ：2987619807     M/O Y "eL  
     
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