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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 E=7~\7TE  
     RX '( l  
    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。 h/d&P  
     J*.qiUAgW  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 t<rhrW75P  
     -Y D6  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ;L|%H/SH  
    (V*ggii@  
    相关案例：100.01,101.01 tR1 kn&w  
     H13|bM<  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 !RV}dhI  
     1 Nv_;p.{  
    建模任务： : -OHD#>%  
     |dXmg13( -  
    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。 M%Ov6u<I8  
     bX8Bn0#a+  
    ~)ls.NXI  
    优化目标： %c):^;6p  
    U)2\=%8  
    —TE模偏振光的透过率最大化 /_v@YB!0  
     @wb V@  
    —TM模偏振光的透过率最小化 (h%!Kun  
     sa{X.}i%E  
    优化函数： t\X5B]EZ  
     zgV{S Qo  
    —最小化TE的透过率 K_(o D O  
     jT%k{"+>+?  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） L]cZPfI6  
    :beBiO  
     )=#QTiJ  
       jU/0a=h9  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 O.Z<dy+  
    0@vSl%I+  
     y]yp8Bs+  
    Gz@'W%6yaV  
    优化的自由变量为： 5\lOZYHX  
    zrri&QDF<  
    —缝宽：10—190mm SnRk` 5t  
     VU9w2/cM  
    —光栅深度：20—200nm N^H~VG&D(  
     HsO4C)/  
    优化算法： {fmSmD  
     L'M'I0"/  
    —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。 Hn+w1v&3  
    —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。 *%bQp  
     uDbz`VpK  
    光路流程图和偏振分析器： N;Wm{~Zhb  
     /z9oPIJ=*  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 T_i]y4dg  
     sE{A~{a`  
    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。 |hk?'WGc`0  
    kO>F, M  
    Parameter Run 的全局搜索： MIGcV9hf  
     .-Yhpw>f  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 bdEc ?  
     `KgIr,Q)  
    Parameter Run 设置 W6:ei.d+NS  
     WW\t<O;z  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； >,wm-4&E  
     4Hc+F(  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； [oqb@J2  
     !Nua  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ))JbROBU,  
     {N!Xp:(<7_  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ?B7n,!&~  
     kwF4I )6  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 m WN9/+!  
    优化函数依据迭代次数进行显示： LX5, _`B  
    :!Ea.v  
    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。 D; i%J  
     %\<SSp^n  
    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。 6d4)7PL  
     `0'Bg2'  
    参数构成： N{rC#A3  
     OcWy#,uC  
    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: 5o#  
    nZ7FG  
      
    *%6NuZ  
    局部参数优化： vOMmsU F  
    ,j^z];  
    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。 0H;,~ WY  
    Y367Jr@^N  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； (?[^##03MN  
    \l$gcFXb  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 ~Q4 emgBD  
    VkKq<`t<  
    B}Lz#'5_  
    6h8fzqRzc  
    参数定义： e;_ cC7  
    X%1j-;Wr@  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 AC'$~4  
    o'uv5asdb  
    缝宽10—190nm权重1e20 ~D[5AXV`^  
    _DlkTi5(w  
    优化函数定义： ah1DuTT/G  
    lL6 bIjf  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） n4* hQi+d  
    XnBpL6"T`  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ` #!~+  
    ?z "fp$  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 _!m_s5{  
    X^pxu6nm-  
    Zjo8/  
    选择下山简法进行局部优化。 i Eh -  
    ~}B6E)   
    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。 !kzC1U  
    xUp[)B6?:  
       ,<,ige  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 mQVc ZV  
    ?B&Z x-krd  
    优化过的参数为： ]{` 8C  
    q;Y9_5S  
    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% Mo4#UV  
    n9qO;X4&  
    结论：  pt`^4}  
    2(s+?n.N  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 i{['18Q$F3  
    vY+{zGF  
    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。 dr25;L? B  
    sn|q EH  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 3 #fOrNU2  
    QQ：2284816954 备注：光学     1KH]l336D"  
     
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