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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
    0
    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 W&A22jO.1  
     ";J1$a  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 c#<v:b  
     3G~ T_J&  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 _WVeb}  
     >Yl?i&3n  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 9} :n  
    A%Pjg1(uX  
    相关案例：100.01,101.01 _Su? VxU  
     W=M]1hy  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 B+ud-M0  
     P B.@G,)  
    建模任务： 4l@*x^F  
     ReE6h\j  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 +#"CgZ]  
     5 UpN/\He  
    Sy6Y3 ~7  
    优化目标： O'Lgb9  
    SaH0YxnY+  
    —TE模偏振光的透过率最大化 iN %kF'&9  
     qSlC@@.>  
    —TM模偏振光的透过率最小化 I: P/ ?-  
     <T>C}DGw  
    优化函数： f\nF2rlu  
     L%# #U'e3  
    —最小化TE的透过率 oP$NTy[  
     QmT L-  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） +H,/W_/g  
    Du k v[/60  
     8{Bcl5]<  
       h\Ck""&  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 02g}}{be8  
    I dgha9K  
     r?{tu82#i  
    aze}ko NE  
    优化的自由变量为： x6d+`4  
     )`!i"  
    —缝宽：10—190mm K9\`Wu_qL  
     h|$.`$  
    —光栅深度：20—200nm 8_US.52V  
     3K c  
    优化算法： 8  ;y N  
     NRe{0U}nO  
    —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。 |QHDg(   
    —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。 Zg "g/I.+d  
     y#!8S{  
    光路流程图和偏振分析器： _&_#uV<WG0  
     R#.FfWTZ  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 jc) [5i0  
     d #9 \]Ul&  
    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。 \R#]}g0!  
    ?B3   
    Parameter Run 的全局搜索： {x{e?c!  
     w#_/CU L  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 bx`s;r=  
     uO8z.  
    Parameter Run 设置 PzbLbH8A  
      u;R<  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； H3"90^|,@  
     49q\/  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； tu8n1W  
     P~/Gla k  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 2{:bv~*I0F  
     pT\>kqmj  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ;WxE0Q:!~  
     ` 1aEV#;  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 4+qoq$F</  
    优化函数依据迭代次数进行显示： oh c/{D2  
    9aky+  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 CBz$N)f  
     EUZ#o\6  
    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。 c `C /U7j  
     GY@(%^  
    参数构成： mxUM&`[  
     k`ulDQu  
    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%； w64/$  
      
    L6S!?t.{Yv  
    局部参数优化： \@8j&],dl  
    *\ZK(/V  
    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。 !lf'gW  
    VX#4Gh,~N  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； z2p@d1  
    7@iyO7U  
    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。  d(!W  
    }j9V0`Q  
    J;"66ue(d  
    =s3f{0G  
    参数定义： N6yPuH  
    7J?`gl&C  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 t:|knZq  
    9,8}4Y=GVI  
    缝宽10—190nm权重1e20 X;`XkOjk  
    $]O;D~  
    优化函数定义： 0G@sj7)]  
    x xMV2&,Jq  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ?VVtEmIN  
    G1K72M}CW  
    ——偏振对比度大于50（全波段） \H <k  
    cZ>h[XX[  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 DLMM1 A  
     5`];[M9  
    lU6?p")F1  
    选择下山简法进行局部优化。 Wc] L43u  
     n *Y+y  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 |-kU]NJFR  
    'Bul_D4B  
       Z1u:OI@(  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 3@xn<eu  
    H$GJpXIb  
    优化过的参数为： Lckb*/jV&  
    YMGzO  
    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% v8=7  
    G+Gd ;`4  
    结论： zW[fHa$m  
    !I3_KuJ5  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 /q.iUwSK>  
    =/_tQR~  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 yffg_^fR  
    !8'mIXZ$  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 `+Ko{rf+9  
    ean_/E  
    wLX:~]<xl  
    QQ：2987619807     )L^GGy8w  
     
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