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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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    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 ,5Tw5<S  
     ~uu~NTz  
    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。 y1hJVYE2  
     =_H)5I_\  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ^->vUf7PX  
     Q$DF3[NC  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 w^QqYUL${  
    \)9R1zp/x  
    相关案例：100.01,101.01 l ~ /y  
     q"pnFK9/L  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 T 9?!.o  
     GE.@*W  
    建模任务： U HUO9h  
     ,=p.Cx'PR  
    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。 -qRO}EF  
     (3Z~EIZz  
    Bn{0-5nj  
    优化目标： jRIm_)  
    _7w2E   
    —TE模偏振光的透过率最大化 MEn#MT/Cz  
     _i{4 4zE  
    —TM模偏振光的透过率最小化 {p@uj_pS  
     f7QX"p&P  
    优化函数： ^7~w yAr  
     %uLyL4*L(p  
    —最小化TE的透过率 ._z[T@!9  
     [u2)kH$  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） "t" &6\  
    q! U'DDEP  
     EaGS}=qY5  
       abM4G  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Yhd|1,m9f  
    xF3H\`{4x  
     4\yKd8I  
    h8_~ OX  
    优化的自由变量为： ,W/D0  
    BV HO_  
    —缝宽：10—190mm k|}S K9  
     VG`A* Vj  
    —光栅深度：20—200nm 9#@CmiIhy  
     !Rw\k'<GKX  
    优化算法： ^~dvA)bH  
     )WFSUZ~  
    —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。 K06/ D!RD4  
    —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。 8h2!8'  
     lC i_G3C  
    光路流程图和偏振分析器： 4hv'OEl  
     e?D,=A4mV"  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 z[wk-a+w  
     8Cr?0Z  
    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。 vv,(ta@t2  
    6gfdXVN5  
    Parameter Run 的全局搜索：  Dk fw*Oo  
     {9 Op{bZ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 []M+(8Z_P  
     O({-lI  
    Parameter Run 设置 }?Y+GT"E  
     s"|N-A=cS  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； HiG&`:P>q  
     :8aIj_qds  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； a;Y9wn  
     i4"xvL K4  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 9D_4]'KG  
     &7X0 ;<  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 -~h2^Oez  
     Om0S^4y]x  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 jL)aU> kN  
    优化函数依据迭代次数进行显示： dR_hPBn/@  
    T8FKa4ikn  
    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。 mlgdwM  
     pDlh^?cux  
    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。 d}',Bl+u{$  
     ;r[=q u\  
    参数构成： YAZ=-@]`\  
     3Pp*ID  
    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%； w|PZSOJ  
      
    f|FQd3o)  
    局部参数优化： ?lU]J]  
    6|LDb"Rvy  
    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。 TR@$$RrU  
    ][bz5aV  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 1)NX;CN  
    @Cm"lv.hz  
    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。 ~eL7=G@{  
    ^B?koU l^  
    4!6g[[| &J  
    jt2 m-*aP  
    参数定义： ?#D@e5Wf  
    gpr];lgS  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 =fi.*d?$7  
    +.\JYH=yEr  
    缝宽10—190nm权重1e20 b)w3 G%Xx  
    3g|O2>*?  
    优化函数定义： !,\9,lc  
    =OO_TPEZ  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） _z m<[0(  
    8N-~.p  
    ——偏振对比度大于50（全波段） `U`Z9q5-  
    YQX>)'  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 &"C1XM  
    4b3p,$BWS  
    w6Tb<ja  
    选择下山简法进行局部优化。 (DK pJCx  
    PD/JXExK  
    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。 [AX).b  
    )vGRfFjw_  
       <)n   
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 PLo.q|%  
    S%xGXmZ  
    优化过的参数为： 9R;s;2$.  
    {Y'_QW1:2  
    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% Z/x<U.B  
    `O}. .N]g  
    结论： }>frK#S  
    Z^GriL  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 6u:5]e8  
    [V jd )%  
    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。 Dh +^;dQ6  
    }.b[az\T  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 `(o1&  
    Ha C?,  
    MB"?^~Sm  
    QQ：2987619807     'pm2C6AC  
     
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