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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 TJ9,c2d+  
     %r5&CUE5?  
    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。 h2 Ifq!(:  
     s,^?|Eo;0  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 +w/Ax[K  
     Tk-PCra  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 OwP9=9};  
    :^SpKe(7  
    相关案例：100.01,101.01 I~S`'()J  
     yZ,k8TJ",  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 $JTy`g0>x  
     _Z6/r^c  
    建模任务： )2oWoZ vi9  
     9`^VuC'  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 L{~L6:6An  
     =~Jv*c  
    u+s#Fee I  
    优化目标： -e%=Mpq.  
    )BTJs)E  
    —TE模偏振光的透过率最大化 &a8#qv"l  
     Ms(;B*  
    —TM模偏振光的透过率最小化 iQ-;0<=G  
     tGzYO/Zp  
    优化函数： mW 5L;>  
     @( 9#\%=  
    —最小化TE的透过率 p;j$i6YJ  
     j:|60hDz^  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） "yc/8{U  
    NV;5T3  
     xP'IyABx  
       <_ */  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 tZa)sbz  
     b6S86>  
     ok'0Byo  
    1q~U3'l:$  
    优化的自由变量为： ue/6DwUv  
    S#+G?I3w  
    —缝宽：10—190mm Sct-,K%i  
     {H $\,  
    —光栅深度：20—200nm 8Mg4y1)RU  
     f\~e&`PV  
    优化算法： v !@/  
     dWD,iO_"@  
    —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。 $2>tfKhtA  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 R^](X*  
     Oe$cM=Yf  
    光路流程图和偏振分析器： lIzJO$8cM  
     o^&; `XOd  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 >o 3X)  
     tb/u@}")  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 h%+8}uywZ  
    =JO|m5z8>  
    Parameter Run 的全局搜索： ~c?yHpZx%  
     1a4QWGpq  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 kc8GnKM&mc  
     M|d[iaM,  
    Parameter Run 设置 h#]}J}si  
     _gC<%6#V`r  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 83i%3[L  
     ~8pf.^,fi  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； &%qD Som3  
     o,\%c" mC  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 a2=wJhk  
     A$XjzTR  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Q(]-\L'  
     9d[0i#`:q  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 1LPfn(  
    优化函数依据迭代次数进行显示： :R_{tQ-WG  
    n#J$=@  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Fa+PN9M`?.  
     a _  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 j{U-=[$'  
     ^Y'J0v2  
    参数构成： zZ32K@  
     3sp*.dk  
    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%； bq(*r:`"  
    n"FOCcTIs  
      
    ejr"(m(Xe  
    局部参数优化： GE5@XT  
    lh#GD"^(w&  
    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。 ^G2vA8%  
    -S,dG|  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； /$eEj  
    3gabk/  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 X2@o"xU  
    bLV@Ts  
    Z,4=<;PF  
    GU[ Cq=k  
    参数定义： &PgdCijGq;  
    [qZ4+xF,,  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ItaJgtsV  
    :T{or-  
    缝宽10—190nm权重1e20 <}mT[;:"  
    ]oya<C6pR  
    优化函数定义： jQ^Ib]"K  
    <M&]*|q>g%  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） (QRl -| +  
    /Hx0=I  
    ——偏振对比度大于50（全波段） hYWWvJ)S  
    RDqC$Gu  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 bZG$ biq  
    H~G=0_S  
    F_r eBPx  
    选择下山简法进行局部优化。 Z^~ 6pH\  
    %qE#^ U  
    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。  C|lMXp\*  
    GecXMAa:2  
       &&y@/<t  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 {(q U n  
    V3+%KkN  
    优化过的参数为： Q-au)R,  
    HkV/+ {;S~  
    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% +nZG!nP  
    [`b{eLCFX]  
    结论： C=b5[, UCB  
    Qdn:4yk  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ?#[K&$}  
    f7W=x6Z4  
    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。 *7vPU:Q[  
    ueg X  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 \bsm#vY,  
    QQ：2284816954 备注：光学     0iB 1_)~  
     
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