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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 tq1CwzRX  
     Q\ppfc{,  
    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。 (V:E2WR  
     S$,'Q^~K  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 W/$Zvl  
     \3f& 7wU  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 "R>FqX6FB  
    4GdX/6C.  
    相关案例：100.01,101.01 ').}Nz  
     `F YjQ e"p  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 8,P- 7^  
     b;sVls  
    建模任务： \_V-A f{6  
     Rhc-q|Lz8  
    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。 Yb3mP!3q8Z  
     B%CTOi  
    #G" xNl  
    优化目标： s#~GH6/  
    .IBp\7W!?E  
    —TE模偏振光的透过率最大化 P262Q&.}d  
     i 9<pqQ  
    —TM模偏振光的透过率最小化 -VxTx^)>  
     #'D" 'B  
    优化函数： ajR%c2G;  
     t7 n(Qkrv  
    —最小化TE的透过率 Z>c3  
     x+ncc_2n&D  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） `nM/l @  
    ryF7  
     N'r3`8tS  
       -}O1dEn.  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 {'?)FX*W  
    x3jb%`o#!  
     &qp r*17T  
    {;toI  
    优化的自由变量为： IG)s^bP  
    `ps)0!L L`  
    —缝宽：10—190mm @SZM82qU2z  
     b2aF 'y/  
    —光栅深度：20—200nm \%PaceH  
     NI#X @  
    优化算法： p&+;w  
     }bY; q-  
    —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。 pyLRgD0 g  
    —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。 /|#&px)G  
     { eCC$&"  
    光路流程图和偏振分析器： I2nF-JzD2a  
     ~|<WHHN (  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 R\o<7g-|  
     j83p)ido  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 =mA: ctu~v  
    R|O8RlH  
    Parameter Run 的全局搜索： /}Jj  
     .>Ljnk  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 TIp:FW[  
     >2bKSh  
    Parameter Run 设置 !Mi;*ZR  
     =FE|+!>PA  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； :'#TCDlOb  
     2M# r]  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； D8 hr?:I9  
     (aD_zG=k5  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 nstUMr6  
     =bEda]  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 X]P:CY  
     D9j3Xu  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ByCnD  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 035rPT7-2-  
    d&Ef"H  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 s kg*  
     |SyMngIY  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 L!=QR8?@E  
     V}\~ugN)y  
    参数构成： 8 Y5  
     ]Dw]p! @  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； o6V}$wT3J  
      
    HttiX/2~  
    局部参数优化： zbq@pj)Qu  
    Mn)@{^  
    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。 ~%YBI9$+  
    OE}*2P/M>  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； wE~V]bmtW  
    ,yd?gP-O  
    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。 33!oS&L  
    ki85!k=Q2  
    ~8lwe*lNV  
    <:?r:fQX  
    参数定义： x g0iN'e'K  
    ?M[ A7?  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 =jN *P?  
    'nF2aD%A  
    缝宽10—190nm权重1e20 ~R(%D-k  
    EVoE szR  
    优化函数定义： k1QpKn*  
    YCP) %}  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） *8LMn   
    ]Ux<aiY]a  
    ——偏振对比度大于50（全波段） daYx76yP_?  
    L21VS ,#I  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ?mwD*LN3o  
    ra o[VZ  
    ayiu,DXx  
    选择下山简法进行局部优化。 rb|U;)C  
    zzxGAVu  
    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。 K"r*M.P>  
    @;'o2   
       JYTP 2  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 x@*SEa  
    d+'p@!W_  
    优化过的参数为： .FLy;_f+  
    5F~'gLH/F-  
    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% YxP&7oq  
    g[3)P+  
    结论： #W|'1 OX4  
    9M:O0)s  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 B#M5}QT|2  
    mFi&YpH u3  
    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。 BG<qIQd  
    $f zaPD4.  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 @~%r5pz6  
    9<>wIl*T`  
    c`o7d)_Ke  
    QQ：2987619807     !7kG!)40  
     
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