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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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    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 g]#Wve  
     86g+c  
    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(-&.Sm")H  
     ^d*>P|n*@e  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 O~el2   
     l?o- p  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 jlBCu(.,_  
    B .mV\W  
    相关案例：100.01,101.01 U:9vjY  
     hd;I x%tq>  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 `,Gk1~Wv  
     Ah6x2(:  
    建模任务： }TW=eu~  
     M jTKM;  
    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。 +IYSWR  
     MV}]i@ V  
    )|x5#b-lz  
    优化目标： b*KZe[#M1  
    ~~,<+X:  
    —TE模偏振光的透过率最大化 KoJG! Rm  
     ltR^IiA}  
    —TM模偏振光的透过率最小化 }i:'f 2/  
     *lAdS]I  
    优化函数： uw!|G>  
     (xed(uFEK  
    —最小化TE的透过率 H)Ge#=;ckQ  
     :\_MA^<  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 6,1|y%(f  
    m 9@n  
     59J9V3na  
       m=B0!Z1xx  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 V&H8-,7z  
    /g''-yT7#  
     ~*[4DQ[\  
    `F8;{`a  
    优化的自由变量为： RfG$Px '  
    C:MGi7f  
    —缝宽：10—190mm +=Wdn)T  
     dy?|Q33Y"  
    —光栅深度：20—200nm .`N` M9  
     d A{Jk  
    优化算法： 0\@|M@X=  
     W2h[NimU  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 w tLM c  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 f"N3;,Oc  
     FSs$ ] d;  
    光路流程图和偏振分析器： n9!3h?,g  
     7,UFIHq  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 `0|&T;7  
     g}QTZT8  
    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。 S=SncMO nE  
    y|{?>3  
    Parameter Run 的全局搜索： z %E!tB2o  
     Lu.tRZ`$38  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 MWh+h7k'  
     %5?-g[  
    Parameter Run 设置 iGVb.=)  
     Q$/FgS  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； >Eg. c  
     n@[</E(  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； =3dbw8I  
     J&65B./mD9  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 eAKQR  
     ik0Q^^1?Y  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 9k[},MM  
     {eN{Zh5"  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 M`pTT5r  
    优化函数依据迭代次数进行显示： -01 1U!  
    SliQwm5  
    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。 0lr4d Y  
     R${4Q1  
    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。 JO{- P  
     K |} ]<  
    参数构成： Z)T@`B6  
     _XNR um4  
    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%； hs_|nr0;[  
    ,xe@G)a  
      
    RdvTtXg  
    局部参数优化： ur,"K' w  
    NG!cEo:2aa  
    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。 <ZC^H  
    um2s^G  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； )k] !u  
    q=% C (  
    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。  zn;Hs]G  
    `m;"I  
    Q*&aC|b&  
    ( WtE`f;Q  
    参数定义： vJAAAS  
    gXLZ)>+A+  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ]op^dW1;0_  
    ],}afa!A  
    缝宽10—190nm权重1e20 C\^<v&  
    4[CBW  
    优化函数定义： = *;Xc-_  
    2{]S_. zV  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） <Dj$0g  
    IQi[g~E.5  
    ——偏振对比度大于50（全波段） #JR,C -w  
    Nk7eiQ  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 SAE '?_  
    vV\F^  
    LVFsd6:h  
    选择下山简法进行局部优化。 FDd>(!>  
    G9y12HV  
    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。 L8w76|  
    ]1|Ql*6y,  
       ;ko[(eFN@  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 6n6VEwYj  
    E%\7Uo-  
    优化过的参数为： b~Pxgfu"  
    0.BUfuuh  
    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% BUA6(  
    Sd<@X@iU8D  
    结论： yK%GsCJd:  
    & A9A#It  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Y K?*7  
    ^'u;e(AaE  
    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。  kulQR>u  
    U_}A{bFG  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 \abAPo  
    QQ：2284816954 备注：光学     Ad`[Rt']kI  
     
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