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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 ];j8vts&  
     1AA(qE  
    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。 'pZ~3q  
     5%,n[qj4IT  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 y\)bxmC  
     AGOK%[[Ws  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 %Sxy!gGz%%  
    vjbot^W9  
    相关案例：100.01,101.01 qfN<w&P  
     6S ]GSS<  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 &[JI L=m5  
     Og-M nx3  
    建模任务： "eGS~-DVK  
     r}03&h~Hc&  
    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。 V}@c5)(j  
     ;41s&~eR  
    >-+MWu=  
    优化目标： s7T=/SC54  
    _czLKbcF  
    —TE模偏振光的透过率最大化 2c9@n9Vx3a  
     v  mw7H  
    —TM模偏振光的透过率最小化 c S{l2}E  
     c|ZZ+2IYd  
    优化函数： nE::9Yh8z  
     _v]I6<!5U  
    —最小化TE的透过率 [o|]>(tk  
     Ya\G/R  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） t41\nTZr  
    x-Xb4?{  
     Na3tK}x  
       0@3g'TGl  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 ~oSLWA9  
    AGrGZ7p]  
     MS,H12h  
    B(b[Dbb  
    优化的自由变量为： TX;OA"3=\-  
    o&I 0*~ sN  
    —缝宽：10—190mm 5Ko "-  
     EKwS~G.b!  
    —光栅深度：20—200nm MQR2UK (  
     .%~ L  
    优化算法： @A$%baH0  
     NP%ll e,l  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 ;x+4jpH]B  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 & +%CC  
     P`U5kNN  
    光路流程图和偏振分析器： ub.pJJlC  
     d7KeJ$xy}p  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 2evM|Dj  
     )Tb{O  
    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。 oqE h_[.  
    $OjsaE %  
    Parameter Run 的全局搜索： )t)tk=R9N  
     /D)@y548~~  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 h3O5DP6~  
     vi lNl|  
    Parameter Run 设置 8|yhe%-O  
     SOP= X-6f  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Hi.JL  
     G-,PsXSwe  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； TD\QX2m  
     mHw1n=B  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 lzuPE,h  
     wl(}F^:/`  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 @X4;fd  
     5'oWd e  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 G?jY>;P)  
    优化函数依据迭代次数进行显示： N}Q,  
    -4GSGR'L&y  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 A3 j>R477A  
     UDp"+nS  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 'OF)`5sj  
     _$Z46wHmB  
    参数构成： [nG/>Z]W  
     8U\ +b?}  
    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%； a&Z|3+ZA  
      
    Snh\Fgdz  
    局部参数优化： #2u-L~n  
    tx5@r;  
    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。 a?+) K  
    #yU4X\oO  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； "gK2!N|#  
    kTFN.kQx@  
    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。 N<:Ra~Ay  
    eZg31.  
    %f:'A%'Qb  
    hpAIIgn  
    参数定义： -,XS2[  
    fnB-?8K<  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 gb@!Co3  
    )FU4iN)ei  
    缝宽10—190nm权重1e20 S!.xmc\  
    bF B;N+>  
    优化函数定义： lzxn} TO}  
    ,QKG$F  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） R` X$@iM  
    [ >vS+G  
    ——偏振对比度大于50（全波段） I~q}M!v~  
    "rAm6b-`  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 MTLcLmdO  
    :ye)%UU"|:  
    \&e+f#!u  
    选择下山简法进行局部优化。 MfYe @ ;m  
    `5q`ibyPI  
    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。 75^-93  
    ?*4]LuK6  
       zIdQ^vm8Q  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 tQwbIX-7/  
    ~zRW*pd  
    优化过的参数为： qqkZbsN  
    V8,$<1Fi;-  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% 9&2kuLp?P  
    Gg-<3z  
    结论： ^2=Jv.2{|  
    % yJs"%  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 y()#FRp7  
    o +aB[+  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 wx57dm+  
    VQ}=7oe%q  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 :uI}"Bp  
    j l7e6#zu  
    [{Y$]3?}  
    QQ：2987619807     *b7v)d#  
     
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