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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 G]=U=9ZI  
     `9kjYSd#E  
    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。 LdDkd(k  
     'h([Y8p{  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 w(<; $9  
     :DR G=-M  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ?so 3Kj6H  
    =3^YKI  
    相关案例：100.01,101.01 sbQmPV  
     &:nWZ!D  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Hvnak{5  
     _bMD|  
    建模任务： 1W "9u   
     \b1I<4(  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 0@.$(Aqo(  
     69`9!heu  
    (TDLT^  
    优化目标： AFc#2wn  
    b^;19]/RW  
    —TE模偏振光的透过率最大化 pIqPIuy  
     :R"k=l1  
    —TM模偏振光的透过率最小化 @$F(({?  
     0 jVuF l  
    优化函数： ]9]3=;b>  
     = K"F!}  
    —最小化TE的透过率 .KIAeCvl\  
     BB1'B-O  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） v'Tk Kwl  
    `Btdp:j8i  
     :2 n5;fp  
       mO?G[?*\  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 KQNSYI7a  
    vpMNulXb,  
     (t&P. N/  
    .[+8D=  
    优化的自由变量为： >6@*%LM  
    fp:j~a>E  
    —缝宽：10—190mm Ra;e#)7 X  
     'B8fc-n  
    —光栅深度：20—200nm /ZvNgaH5M  
     #OJsu  
    优化算法： XaR(q2s  
     H*A)U'`  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 49 fs$wr@  
    —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。 ^pKC0E[%  
     '4L i  
    光路流程图和偏振分析器： +`mJh \*  
     Y\%R6/Gj|u  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 66[yL(*+  
     4_F<jx,G  
    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。 ?:lOn(0&  
    2j=3i@  
    Parameter Run 的全局搜索：  h%E25in  
     )qzJu*cQ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 b0rC\^x  
     n?YGX W/  
    Parameter Run 设置 3 ^{U:"N0  
     cJ&l86/l1  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； "3Ag+>tuRW  
     :c!7rh7O  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； tqmM7$}}P  
     c)rI[P7Q  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 rw ^^12)  
     l!~8  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 N{q5E,}  
     RVXRF_I  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 6 !+xf  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Lyt6DvAp"  
    ,HUs MCXQ  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 \7$m[h {l  
     :1hp_XfJb  
    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。 |jEKUTv,G  
     r\'3q '7p  
    参数构成： M\enjB7k  
     ;}.jRmnJ  
    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%； R+]Fh4t  
      
    <*8nv.PX*  
    局部参数优化： RLw=y{%p  
    `w[0q?}"`  
    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。 9P{5bG0o8  
    sN5 x\9U  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； xZGR<+t  
    y!blp>V6  
    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。 e4khReF;  
    D7sw;{ns  
    o:f=dBmoX  
    \^|ncu:T  
    参数定义： A;SRm<,  
    <!5N=-  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 cK@O)Ko}  
    Z !wDh_  
    缝宽10—190nm权重1e20 &|n*&@fF  
    O JvEq@  
    优化函数定义： yc_(L-'n  
    vkc(-n  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） l"CHI*  
    z*zLK[t+  
    ——偏振对比度大于50（全波段） }b)?o@9}:  
    S8.nM}x  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 \@MGO aR]  
    5c'rnMW4+p  
    h*_r=' E  
    选择下山简法进行局部优化。 Y49kq}  
    ""d3ownKhw  
    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。 a9FlzR  
    I".d>]16|  
       F] M3/M  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 SY>N-fW\H:  
    T/-PSfbkj  
    优化过的参数为： :3Ty%W&&  
    #uuwzE*M_  
    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% /bt@HFL|`  
    +&(sZFW5o  
    结论： lJ}G"RTm  
    !%T@DT=l&  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ZZ[5Z =te?  
    FRs5 Pb1  
    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。 T{?!sB3  
    "N7C7`izc  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 e] **Z,Z  
    8QFY:.h&  
    CDU^X$Q  
    QQ：2987619807     yK{;72  
     
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