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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: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 2E3?0DL",  
     QtnM(m  
    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。 I mPu}  
     hJ;f1dZ7}  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 {1Ju} =69  
     FDVI>HK @  
    所需工具箱：高级光栅工具箱  :Hzz{'  
    @.Z[M  
    相关案例：100.01,101.01 *K+jsVDY  
     '&-5CpDUs  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 `;5VH]V  
     b(#"w[|  
    建模任务： DJViy  
     QiTR-M2C!  
    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。 I&pr_~.  
     pcI&  
    ~aJW"\{  
    优化目标： &G-#*OG  
    lh,ylh  
    —TE模偏振光的透过率最大化 {PODisl>\D  
     sf |oNOz  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ( zn_8s  
     I&TTr7  
    优化函数： ,DQGv_  
     V[o7J r~  
    —最小化TE的透过率 DKy >]Hca  
     :DtZ8$I`]C  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Io$w|~x  
    7tpAZ<{  
     MzEm*`<  
       k^H0b\hYY  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 jlu`lG*e&  
    f >mhFy  
     (KT38RhA  
    K1?Z5X(b  
    优化的自由变量为： >Z#uFt0<Pm  
    k $e D(cW$  
    —缝宽：10—190mm 9W{,=.%MX$  
     Qg'c?[~W@  
    —光栅深度：20—200nm ZYE' C  
     AMbKN2h1f  
    优化算法： K0tV'Ml#"  
     Jj2g5={  
    —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。 ; cGv] A+  
    —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。 ]3n, AHA  
     _PK}rr?"7O  
    光路流程图和偏振分析器： 9#v-2QY  
     @%6)^]m}r  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Mw/?wtW  
     oR*ztM  
    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。 _*O7l  
    S5uJX#*;  
    Parameter Run 的全局搜索： 0CPxIF&  
     d{er |$E?  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ).pO2lLF4  
     J'o DOn.M  
    Parameter Run 设置 "6?lQw e  
     xDR9_  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Z;ZuS[ZA  
     /_]ltXD  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； IikG /8lP  
     b6 $,Xh  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ?q\FLb%"7  
     ~mtTsZc  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 EJ1Bq>u7  
     j]r XoV>  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 2zz,(RA  
    优化函数依据迭代次数进行显示： z8IPhE@  
    ZAMeqPt  
    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。 DhZ:#mM{  
     GxxDY]!  
    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。 +wipfL~&S  
     m;dm|4L^  
    参数构成： G3G/ xC"  
     b3}Q#Y\G  
    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%； v2d<o[[C  
    Odm#wL~E  
      
    vB^uxdt|m  
    局部参数优化： _}D%iJg#  
    f0vJm  
    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。 #,G1R7  
    :pRF*^eU  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； UEzsDJu  
    l';pP^.q  
    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。 2gt+l?O<PS  
    7AFE-'S  
    2Zy_5>~  
    kB o;h.[l  
    参数定义： K}x_nW  
    _g[-=y{Bb  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 -;$nb~y  
    {3LA%xO  
    缝宽10—190nm权重1e20 o]<jZ_|gB  
    %,/lqcFo  
    优化函数定义： F+m[&MKL  
    z Ct\o  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Z^+rQ.%n"&  
    OOokhZd`  
    ——偏振对比度大于50（全波段） X1oGp+&  
    (ew} gJ  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 @D~B{Hg  
    Z&Ue|Z4Qt  
    #;]2=@  
    选择下山简法进行局部优化。 &R,9+c  
    yY Y Nu`  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 m[spn@SF  
    6g"C#&{@  
       ?R|th Z  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 PnA?+u2m  
    rFey4zzz  
    优化过的参数为： ; DDe.f"  
    X P;Bhz3j  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% 4/'N|c.  
    D^+?|Y@N  
    结论： _\\ -md:  
    D<bI2  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 yzR=A%V8A  
    ^/toz).Q  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 Lg4YED9#  
    =xL)$DTg)  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 jZd}O C<  
    QQ：2284816954 备注：光学     uFG<UF  
     
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