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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 \L?A4Qx)_  
     >U\P^yU  
    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。 Ht}?=ZzW  
     A[fTpS~~%  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 4;32 f`  
     C %j%>X`  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 #Ddo` >`&  
    b!J?>du  
    相关案例：100.01,101.01 x<w-j[{k_K  
     Ur1kb{i  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 =?]S8cth  
     ]M"U 'Z  
    建模任务： L"c.15\  
     )Xt#coagS  
    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。 e*I92  
     x{G 'IEf  
    6N Ogi  
    优化目标： ZcHIk{|  
    b o_`P3  
    —TE模偏振光的透过率最大化 I^n,v) 8  
     Ix(,gDN  
    —TM模偏振光的透过率最小化 K,PN:  
     d|W=_7 z  
    优化函数： Be\@n xV[  
     >-3>Rjo>  
    —最小化TE的透过率 T>hm\!  
     k3Puq1H  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） $i!r> .Jo  
    6u`$a&dR'l  
     LU@1Gol  
       (KPD`l8.  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 w7q6v>  
    1IT(5Mleb  
     g2M1zRm;  
    i]@k'2N  
    优化的自由变量为： ;"RyHow  
    NMC0y|G  
    —缝宽：10—190mm <7L-25 =  
     ,Qo:]Mj  
    —光栅深度：20—200nm :hWG:`  
     #i*PwgC%_  
    优化算法： V|awbff:  
     TT#V'r\  
    —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。 eE;j#2SEO  
    —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 >UNGUMh  
     `fG<iBD  
    光路流程图和偏振分析器： b+f '  
     id`RscV]  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Znh;#%n|  
     fwUF5Y  
    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。 nT}i&t!q8@  
    ,K PrUM}  
    Parameter Run 的全局搜索： WqCj;Tj|  
     D+q z`  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 mGmZ}H'{  
     V;Ln|._/t  
    Parameter Run 设置 /,$V/q+  
     q$ j  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 0Xn,q]@Z  
     ]j$(so"  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 3e\IRF xzb  
     I58$N+#  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 [?$tu%Q(Z  
     %ca`v;].  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 !>kg:xV  
     ) <w`:wD  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 M}=>~TA@  
    优化函数依据迭代次数进行显示： *Aug7 HlS  
    3m$Qd#|  
    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。 zq3f@xOK  
     2 zX9c<S=5  
    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。 3&+nV1  
     N!-P2)@  
    参数构成： q{f (T\  
     Q j|tD+<  
    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%； it-2]Nw  
      
    -"#jRP]#  
    局部参数优化： 2j ]uB0  
    z"FxKN~Z  
    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。 m)r,  
    y,qn9  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； |nqN95'u+]  
    HJlxpX$_  
    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。 LE?sAN  
    f=8{cK0j  
    F9A5}/\  
    m5, &;~  
    参数定义： j^h:*rw  
    wb##|XyK<c  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 WKwYSbs(  
    9j5-/   
    缝宽10—190nm权重1e20 6#a82_  
    5FsfJpw  
    优化函数定义： Id8e%)  
    us.IdG  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） C3 BoH&  
    5Y@Hb!5D  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ^)aj, U[  
    a=6@} l1<  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ]]y,FQ,r  
    b S'dXP  
    MIN}5kc<  
    选择下山简法进行局部优化。  D@]/%;  
    _3#_6>=M  
    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。 Q9;VSF)  
    yf4 i!~  
       %:sP#BQM  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 S@TfZ3Go|  
    $Yw~v36`t/  
    优化过的参数为： B$7Cjv  
    ,kl``w|1M  
    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% 43~v1pf{!  
    ~4xn^.w  
    结论： E!>MJlA:k6  
    8A u W>7_  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 c6iFha;db  
    7|o}m}yVx  
    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。 Pu'NSNT  
    VJ1rU mO~  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 c4s,T"H  
    - rI4_Dl  
    E 5mYFVK  
    QQ：2987619807     uC[F'\Y  
     
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