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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: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 ItRGq  
     Z(<ul<?r  
    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。 gIRCJ=e[b  
     AGv;8'`  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 BMdr.0  
     NGze: gPmO  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 >|iy= Zn%'  
    ;8T<L[ ^U  
    相关案例：100.01,101.01 WEsH@ [  
     .Z^g 7 *s  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 J BwTmOvQ  
     !3b%Q</M H  
    建模任务： FdSaOod8  
     cYp}$  
    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。 .H>Rqikj  
     K&X'^|en  
    I}q-J~s  
    优化目标： - a=yi d  
    Kz<xuulr  
    —TE模偏振光的透过率最大化 TtvS|09p;  
     xv*mK1e  
    —TM模偏振光的透过率最小化 I#Bz UF  
     cr/|dc'  
    优化函数： A]J^{h0 k  
     T2->  
    —最小化TE的透过率 >ciq4H43Q|  
     \ bhok   
    —最小化偏振度（要求＞50:1） c !;wp,c  
    1]<!Xuk^f  
     YL. z|{\e  
       "/ "qg  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 oF>GWst TR  
    J~}UG]j n  
     =aekY;/  
    w %zw+E  
    优化的自由变量为： XgbGC*dQ  
    N0piL6Js  
    —缝宽：10—190mm OMZT\$9yT  
     j~8+,:  
    —光栅深度：20—200nm L,ra=SVF  
     BmM,vllO  
    优化算法： HUghl2L.<  
     Lg?'1dg  
    —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。 6+FON$8  
    —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。 Z`*cI   
     em]K7B=  
    光路流程图和偏振分析器： w* I+~o-  
     @Dy.HQ~  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 -hzza1DP  
     s/^k;qw  
    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。 y(dS1.5F  
    3/AUV%+  
    Parameter Run 的全局搜索： w=`z!x![/  
     md`ToU  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 /OP*ARoC21  
     e ?YbG.(E9  
    Parameter Run 设置 V4-=Ni]k  
     P&GZe/6Y  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； .}E)7"Qi,  
     [1*/lt|+p  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； rTm{-b)r  
     64lEB>VNm  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Ig<p(G.;}  
     !7oy%{L  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 vo$66A  
     <C77_t  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 V.#8-?z  
    优化函数依据迭代次数进行显示： `/zt&=`VB  
    ]KeNC)R  
    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。 @9h#o5y q  
     =M 5M;  
    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。 wDO5Zew!  
     f 99PwE(=  
    参数构成： &w0=/G/T=~  
     Elp!,(+&6  
    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%； b0X[x{k"  
    udFju&!W  
      
    G C'%s  
    局部参数优化： ?U08A{ c  
    "^z=r]<5  
    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。 md"%S-a_dT  
    !j9i=YDb  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； / yi:Q0  
    P;%QA+%7  
    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。 05B+WJ1  
    rbPs~C-[  
    pXv[]v  
    j\f$r,4  
    参数定义： N| Pm|w*?  
    =-LX)|x}  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 <y!r~?  
    fR4l4 GU?)  
    缝宽10—190nm权重1e20 &.hRVW(  
    L_"(A #H:  
    优化函数定义： n-3j$x1Ne  
    ,,@`l\Pgd  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） `HG19_Z  
    5iddB $  
    ——偏振对比度大于50（全波段） -5 /v`  
    ACO4u<M)  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 2j7d$y*'  
    6;frIl;  
    6 v^  
    选择下山简法进行局部优化。 *g4Cy 8$  
    ZT8J i?_n  
    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。 G*i#\   
    { $/Fk6qr  
       F9P0cGDs  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 nFnF_  
    1L8ULxi_?]  
    优化过的参数为： d[e:}1  
    no NF;zT  
    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% jne9=Als5  
    ]H#Rm#q  
    结论： |vN@2h(|"  
    ](>7h _2B  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ` .(S#!gw  
    C6UMc} 9h  
    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。 '0')6zW5s  
    2~WFLD  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 0j!ke1C&C  
    QQ：2284816954 备注：光学     xPMyG);  
     
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