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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 63Z^ k(  
     ~ ;ObT=  
    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。 PUErvL t  
     %`}nP3  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 DIx.a^LR  
     % !Ih=DZ  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 puox^  
    sq;3qbz  
    相关案例：100.01,101.01 >Et~h65d5  
     w/csLi.O  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 i7%`}t  
     +P%k@w#<Z  
    建模任务： #|=Q5"wU  
     O2"5\@HfE  
    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。 $0|`h)&  
     1H \  
    zJo?,c  
    优化目标： "<&) G{  
    NiD_v  
    —TE模偏振光的透过率最大化 c/E'GG%Q%  
     P=R-1V  
    —TM模偏振光的透过率最小化 G%viWWTY  
     m}6Jdt'|  
    优化函数： 2@Oz_?O=  
     *auT_*  
    —最小化TE的透过率 ; *\xdg{d  
     Sg*+!  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） KkCsQ~po  
    0X5b32  
     Z{x)v5yh2V  
       R5&<\RI0  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 iP6?[pl8  
    ~I;|ipK4m  
     "r1 !hfIYf  
    \}W !  
    优化的自由变量为： *Sps^Wl  
    WjOP2CVv|  
    —缝宽：10—190mm wsB  
     s"R5'W\U  
    —光栅深度：20—200nm i6<uj  
     c#TV2@   
    优化算法： 6sG5 n7E-A  
     ),Hr  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 '}IGV`c  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 u~PZK.Uf0  
     o2[$X ONTl  
    光路流程图和偏振分析器： ~O|~M_Z  
     Nxna H!wS  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 |AS~sjWSJ  
     q1v7(`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。 F)4I70vG  
    ?TJ4L/"(k6  
    Parameter Run 的全局搜索： GL~ Wnt  
     NF7  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 BS(jC  
     cg_ " }]Y1  
    Parameter Run 设置 `@ny!S|1/  
     Rh#`AM`)j  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 9WI5\`*"  
     rgDl%X2B  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； c\/-*OYr<  
     2|ej~}Y  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 g)=$zXWhP  
     uQ|LkL%< ^  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ;M~9Yr=1  
     Z_fwvcZ?05  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 'T$Cw\F&  
    优化函数依据迭代次数进行显示： maeQ'Sv_&  
    $@O?  
    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。 3iUJ!gK  
     %|D) U>o{  
    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  
     +r7hc;+G  
    参数构成： \Zh&[D!2  
     Xu E' %;:  
    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%； C#e :_e]  
      
    @,7r<6E  
    局部参数优化： $2+s3)  
    &*Xrh7K2e  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 hnH<m7  
    x)Zb:"  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； RN|Bk  
    'IFA>}e7W  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 H\H7a.@nkF  
    TspX7<6r  
    @3$I  
    Z=Cw7E  
    参数定义： L>mM6$l  
    4_ypFuS^  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 m5&Ht (I%n  
    egBk7@Ko  
    缝宽10—190nm权重1e20 j}d):3!  
    FPkk\[EU  
    优化函数定义： pJs`/   
    8EMBqhl  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） IZm6.F  
    $_;rqTk]g  
    ——偏振对比度大于50（全波段） U;IGV~oT  
    i/I  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 YtKT3u:x  
    |d-x2M[  
    U<;{_!]  
    选择下山简法进行局部优化。 UJQTArf  
    d}tmZ*q  
    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。 6" Lyv  
    mtkZF{3Jx  
       QV.>Cy  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Dt>tTU 6  
    S.Kcb=;"L  
    优化过的参数为： J[r_ag  
    p`rjWpH  
    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% ] Ok &%-  
    H\n6t-l  
    结论： vea{o 35!  
    8(l0\R,%+z  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 38m9t'  
    ("PZ!z1m1  
    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。 |bSAn*6b  
    .a :7|L#a  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 rqiH!R  
    5Za<]qxr  
    SmD#hE[  
    QQ：2987619807     TTl9xs,nO  
     
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