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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 0Z|FZGRP  
     IV lf=k  
    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。 JbB}y'c4}=  
     I\qYkWg7  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 =)O,`.M.Y  
     1FtM>&%4  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 c9R 5w.t:  
    "P)*FT  
    相关案例：100.01,101.01 \c[IbL07  
     ]|_\xO(  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 &C>/L;  
     DF6c|  
    建模任务： OT^%3:zg  
     i&8FBV-  
    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。 T0)"1D<l  
     y8VpFa  
    eMRar<)+#*  
    优化目标： kY]W Qu  
    iYnEwAoN;  
    —TE模偏振光的透过率最大化 $,xnU.n  
     Sx    
    —TM模偏振光的透过率最小化 uP\lCqK,  
     Bx[rC  
    优化函数： 2iu_pjj  
     `Q+moX  
    —最小化TE的透过率 >:=|L%]s;\  
     ]d[ge6  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ND<!4!R^  
    >zkRcm  
     R(j1n,c]  
       kP xa7  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 7VK}Dy/Vvn  
    qH"Gm  
     -/ ]W+[  
    nN$Y(2ZN  
    优化的自由变量为： XW JwJ  
    ( 6(x'ByT  
    —缝宽：10—190mm @DW[Z`X  
     ?=GXqbS"  
    —光栅深度：20—200nm 5 ,0d  
     +.RKi !  
    优化算法： @`FCiHM  
     3Rm#-T s  
    —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。 9;F bnp'  
    —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。 b]E|*  
     D 71;&G]0  
    光路流程图和偏振分析器： @v\*AYr'M  
     k7tYa;C  
    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 ^A b!O  
     ,2oF:H  
    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。 bYe;b><G  
    (BX83)  
    Parameter Run 的全局搜索： )hwV`2>l  
     D .vw8H3  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 [nxE)D  
     P?BGBbC  
    Parameter Run 设置 <lr*ZSNY  
     MH| ] \  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； z}SND9-"  
     SM[Bv9|0  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 7z_;t9Y  
     \qi|Js*{  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 L]a`"CH:a$  
     OT %nrzP  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 8#R?]Uwq  
     Gf8s?l  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 'H9=J*9oG  
    优化函数依据迭代次数进行显示： _<ut)G^9  
    4^6.~6a  
    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。 OPpjuIRv  
     W{XkV Ke1a  
    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。 %/kyT%1  
     vUC!fIG  
    参数构成： - ~O'vLG  
     {#IPf0O  
    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%； M8w5Ob  
    Ql?^ B SqG  
      
    `h;k2Se5  
    局部参数优化： o6"*4P|  
    .AV)'j#6P  
    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。 0ZAj=u@O  
    `,wu}F85  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Kr  L>FI  
    1|,Pq9  
    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。 "a1O01n  
    N#N0Q0W=  
    WUAJjds  
    j-]&'-h}#  
    参数定义： mN0=i(H<  
    NGjdG=,  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 yh;Y,;4  
    eX&Gw{U-f  
    缝宽10—190nm权重1e20 g1DmV,W-Q  
    m$>iS@R  
    优化函数定义： 8YY|;\F)J~  
    8U~.\`H-PT  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 9T2xU3UyY  
    ~Y5l+EF#  
    ——偏振对比度大于50（全波段） x:K?\<  
    Z+s%;f;  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 HN5W@5m: .  
    j'Y / H5  
    )"@t6.  
    选择下山简法进行局部优化。 .uZ7 -l  
    <*'cf2Q$Av  
    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。 (g/7yO(s  
    @b!"joEy  
       p5c8YfM  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Y{Ap80'\6  
    |oKu=/[K  
    优化过的参数为： "i'bTVs  
    }4jC_ZAupt  
    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% ^Uw[x\%#gD  
    8 ?TKN~ja  
    结论： J$uM 03  
    Dxx;v.$  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 <2Y0{ 8)  
    7u11&(Lz  
    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。 s(@h 2:j  
    #Olg(:\  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ,-*iCs<  
    QQ：2284816954 备注：光学     _ P ,@  
     
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