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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 'fr~1pmx#3  
     GLE"[!s]f  
    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。 ,RIC _26  
     P QA}_o  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Gsa~zGN  
     4g^Xe-  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 :*dfP/GO  
    L@>$ Aw  
    相关案例：100.01,101.01 IAzi:ct  
     ,)%$Zxng  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 I*hzlE  
     Z[?zaQ$  
    建模任务： w-wap  
     8\B]!  
    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。 c-q=Ct  
     ^q)AO?_  
    Bb zmq  
    优化目标： =@y ?Np^A  
    #[ ?E,  
    —TE模偏振光的透过率最大化 1XPYI  
     l7vxTj@(-  
    —TM模偏振光的透过率最小化 c= #V*<  
     c@Q&i  
    优化函数： ;?.w!|6  
     -0f ,qNF  
    —最小化TE的透过率 3*!w c.=  
     -cP7`.a  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ^SC2k LI  
    TAp8x  
     AtYqD<hl:  
       p`/c&}  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 fF]w[lLDv  
    , Aw Z%  
     KuJNKuHa.  
    G;Py%8  
    优化的自由变量为： z[+Sb;  
    P B?92py&  
    —缝宽：10—190mm 0I['UL^!F  
     br%l>Y\"  
    —光栅深度：20—200nm #$ooV1E  
     5N(OW:M  
    优化算法： ,Vfjt=6]}  
     X;7hy0Y  
    —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。 E_-QGE/1  
    —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。 DVz_;m6)  
     pj#ls  
    光路流程图和偏振分析器： yV?qX\~*  
     0,5)L\{ 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。 E4, J"T|@  
     XJ e}^k  
    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。 Z]08gH  
    Fxv5kho  
    Parameter Run 的全局搜索： 2Og<e|  
     i !;9A6D  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 bYBEh n  
     $0XR<D  
    Parameter Run 设置 ;(&S1Rv9  
      L30$  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； t-Uo  
     z)Lw\H^/  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ~'v9/I-"  
     _F},Wp:Oh  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 6u>]-K5  
     DM,)nh6'  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 B *%ey?  
     c8LMvL  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Z rv:uEl  
    优化函数依据迭代次数进行显示： OJiwI)a9  
    'P)c'uqd#  
    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。 pp@O6   
     ksf6O$  
    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。 `j8pgnY>5~  
      JKV&c= I  
    参数构成： N}>[To3  
     Xo$SQ0K  
    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%； +U)4V}S)  
    0< 93i   
      
    {krBAz&  
    局部参数优化： +o?;7  
    z(Z7[#.  
    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。 AuT:snCzR  
     |A\o  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Qk >9o  
    C8x9 Jrc  
    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。 u\;d^A  
    ?dPr HSy  
    Xdf4%/Op  
    YSrjg|k*  
    参数定义： WLA&K]  
    jZD)c_'U  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Z~F*$jn  
    SlG^ H  
    缝宽10—190nm权重1e20 Gt)ij?~  
    }?o4MiLB  
    优化函数定义： hpgOsF9Lh  
    =R<92v  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） l(W?]{C[%  
    C^;>HAK|F  
    ——偏振对比度大于50（全波段） $01csj  
    NcBz("  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 'E&tEbY  
    `NTtw;%Y  
    E]v?:!!ds  
    选择下山简法进行局部优化。 ,}O33BwJp  
    Si@ 6'sw  
    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。 Wm}gnNwA  
    w3z'ZCcr;"  
       I{h KN V  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Q :.i[  
    bYoBJ #UX  
    优化过的参数为： P aeq  
    ?4oP=.  
    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% I,<?Kv  
    S}a]Bt  
    结论： r6kJV4I=re  
    2W2T  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 I&m' a  
    )ki Gk}2  
    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。 c& I  
    ?O3d Sxi  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Q6wa-Y,  
    QQ：2284816954 备注：光学     {o 2 qY|S  
     
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