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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 FgrOZI;_  
     cgc| G  
    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。 "]JE]n}Ulg  
     GfD!Z3  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ko@I]gi2  
     zGj0'!!-  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 M/:kh,3  
    YMj z , N  
    相关案例：100.01,101.01 [IF3 ,C  
     fxXZ^#2wX  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 }N:0%Gk[;  
     [ahD%UxO5  
    建模任务： L,p5:EW8.  
     TjncW/\Z  
    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。 r^n%PH <  
     U P GS  
    D@!`b6  
    优化目标： %L:e~*  
    |0ACapp!  
    —TE模偏振光的透过率最大化 #n]js7  
     tmDI2Z%7  
    —TM模偏振光的透过率最小化 M['8zN  
     29z+<?K{  
    优化函数： )/HSt%>  
     qS*qHT(u19  
    —最小化TE的透过率 8GN0487H  
     *e H[~4  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 8TD:~ee  
    F +D2 xN@  
     =PP]LDlJs  
       %L=ro qz  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 H\W60|z9  
    CA7tI >y_  
     U2$e?1y  
    ':R)i.TS  
    优化的自由变量为： UaiDo"i  
    ba1zu|@w  
    —缝宽：10—190mm K8XXO"  
     {UQpD   
    —光栅深度：20—200nm iS&fp[Th  
     <@.f#  
    优化算法： 3:&!Q*i;  
     6{8qATLR  
    —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。 wr~# rfH  
    —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。 QY8I_VF  
     r4@!QR<h  
    光路流程图和偏振分析器： ?9mFI(r~  
     %E3|b6k\  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ?=dyU(  
     T|GRkxd,E3  
    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。 Y\(Q  
    yyPkjUy[  
    Parameter Run 的全局搜索： 8iB1a6TlL  
     z2i?7)(?;A  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 y)t< r  
     O _yJR  
    Parameter Run 设置 I;qeDCM  
     kpsus \T  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； sOa`Tk  
     YC - -&66  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； O(!J^J3_z  
     DM/J,q  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 "G)-:!H  
     >M<rr!|  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 /(8Usu?g.  
     '!]ry<  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Vl5}m  
    优化函数依据迭代次数进行显示： y&-wb'==p  
    lsCD%P  
    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。 H^_[nL  
     7G.IGXK$  
    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。 g05:A0X#  
     uhSRl~tn  
    参数构成： x$QOOE]  
     (Gf1#,/3~  
    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%； +yiGZV/X  
    \`;FL\1+W  
      
    B_i@D?bTD  
    局部参数优化： <_=a1x  
    v AP)(I  
    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。 i=OPl  
    }o0R`15dA  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ,Bk mf|  
    vQ2kL`@  
    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。 ~'m GGH2  
    *.K+"WS%  
    2>l4$G 0  
    p 2It/O  
    参数定义： y-m<&{q  
    b? jRA^  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ;| ##~Y.9  
    n"N!76  
    缝宽10—190nm权重1e20 ~cbq5||  
    ^s\(2lB\F  
    优化函数定义： 6Db1mvSe  
     Iz*'  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） )WF]v"t  
    'e^,#L_!o  
    ——偏振对比度大于50（全波段） "*CQ<@+  
    N%v}$58Z  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 f]L`^WU  
    =o^oMn  
    |&eZ[Sy(=l  
    选择下山简法进行局部优化。 jku_0Q0*?  
    kE;h[No&K  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Y*/:IYr`  
    ,+-l1GpL  
       #n2'N^t  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 /k qW  
    Pc#8~t}2  
    优化过的参数为： _W'>?e0i  
     }&BE*U8_  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% VC5LxA0{  
    +dq&9N/  
    结论： q4'szDYO2  
    @GDe{GG+  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 B38_1X7  
    6Qne rd%Ec  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 CG*eo!Nw  
    kW0|\  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 92!1I$zi  
    QQ：2284816954 备注：光学     $"1Unu&P  
     
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