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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 I_v}}h{  
     hk4t #Km  
    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。 8^ f:-5  
     {m>ylE  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ;C$+8%P4  
     `9K5 ;]  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 6EyPZ{  
    ]qv0Y~+`-K  
    相关案例：100.01,101.01 )ciP6WzzbI  
     Tl2t\z+ps  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 %|(c?`2|  
     ~SQ xFAto  
    建模任务： +n;nvf}(  
     lJu^Bcrv  
    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。 7amVnR1f  
     Om0$6O  
    dz9U.:C  
    优化目标： TsaQR2J@  
    M/Yr0"%Q<.  
    —TE模偏振光的透过率最大化 c("|xe  
     El<*)  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ^)gyKl:E'  
     b/z-W`gw  
    优化函数： TR0y4u[  
     (CxA5u1|l  
    —最小化TE的透过率 Lkm-<  
     T(7`$<TQ  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ?ZRF]\dP]  
    +;q\7*  
     #_ |B6!D!  
       4@?0wV  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 H>EM3cFU  
    ~U]g;u  
     a'i Q("  
    Q[j| 2U  
    优化的自由变量为： I$xZV?d.  
    f)/Z7*Z  
    —缝宽：10—190mm Zok{ndO@|f  
     fkzSX8a9}  
    —光栅深度：20—200nm Y7}>yC/GY  
     :*''ci  
    优化算法： QF"7.~~2  
     V^2_]VFj  
    —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。 n(F!t,S1i  
    —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。 @N>7+ 4  
     .zO2g8(VR  
    光路流程图和偏振分析器： d+JK")$9C  
     2!/Kt O)i^  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 N6y9'LGG`  
     E JkHPn  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 wX"hUu  
    Ht Fr(g\"$  
    Parameter Run 的全局搜索： ~$HB}/  
     X1| +9  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 l$;"yVdks  
     I@'[>t  
    Parameter Run 设置 K&L!O3#(  
     ?gE=hh  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ")|/\ w,  
     h:%,>I%{  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； y7,fFUKl  
     x o"GNFh!  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 QJ2]8K)+C  
     u;`]U$Qq9  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 i1 E|lp)  
     (0$~T}lH  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 JmI%7bH@  
    优化函数依据迭代次数进行显示： B@,r8)D  
    @Po5AK3cy  
    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。 kt6x"'"1  
     vhrf89-q  
    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。 DB'0  
     8MJJ w;  
    参数构成： Q]k< Y  
     t%=7v)IOE  
    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%；  >;fVuy  
    uwNJM  
      
    ]&*POri&  
    局部参数优化： #t+?eye~  
    MpCPY"WLL  
    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。 zwfft  
    VdHT3r  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； NdXHpq;  
    DSrU7#  
    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。  U4!bW  
    RM2Ik_IH[l  
    .a%6A#<X  
    clE9I<1v  
    参数定义： Ni_H1G  
    Xoe|]@U`  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ]*2),H1 c  
    ~MG6evm &  
    缝宽10—190nm权重1e20 _{*} )&!M  
    Y)rK'OY'  
    优化函数定义： W{6QvQD8  
    /JD}b[J$  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） |L<JOQ  
    EmNVQ1w  
    ——偏振对比度大于50（全波段） PucNu8   
    _}l(i1o,/  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 +b|F_  
    ;d?BVe?  
    'P.y?  
    选择下山简法进行局部优化。 >q}3#TvP@  
    i).%GMv*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。 y,D9O/VP  
     {53FR  
       46?z*~*G  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 XcJ5KTn  
    N63?4'_W  
    优化过的参数为： #VQZ"7nI@  
    A4j ,]hOD  
    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% SoIK<*J  
    vXJs.)D7  
    结论： Jf^3nBZ  
    @2Z|\ojJ  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 wT@Z|.)  
    x;mw?B[  
    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。 yFE0a"0y  
    $(1t~u<17  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 a*M|_&MH*  
    QQ：2284816954 备注：光学     Tu vs}  
     
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