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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 .\U+`>4av  
     ev8 E.ehD  
    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。 Ch;EnN<  
     L7D'wf  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 !]kn=7  
     42m`7uQ  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ' J-(v  
    ~]"}s(J;  
    相关案例：100.01,101.01  h@W}xT  
     mnil1*-c0  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 3N]pN<3@  
     =HoiQWQs`  
    建模任务： m k -" U7;  
     55$by.rf?  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 ^kt"n( P5  
     sgCIY:8  
    o.Cj+`0}5  
    优化目标： '|FM|0~-J  
    3[V|C=u0  
    —TE模偏振光的透过率最大化 &)bar.vw/  
     ;OdUH   
    —TM模偏振光的透过率最小化 8|d[45*q  
     vxqMo9T  
    优化函数： pM#:OlqC  
     }*R" yp  
    —最小化TE的透过率 Hfc^<q4a.  
     |_w*:NCV5  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） w:umr#  
    " g_\W  
     "\>3mVOb  
       *K+*0_  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 o1n c.2/0J  
    Hy `r}+  
     RsV<*s  
    =r_ S MTu  
    优化的自由变量为： l|&|+u#  
    @8CD@SDv  
    —缝宽：10—190mm +-.BF"}  
     "n8_Ag@r  
    —光栅深度：20—200nm RuXK` y Sv  
     Lqch~@E&%#  
    优化算法： EI_J7J+  
     &[Sw:{&*jv  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 _X]?  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 ,U2D &{@  
     IvO3*{k ,  
    光路流程图和偏振分析器： i5AhF\7F9  
     RMvlA' c  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 *uv\V@0  
     '.dW>7  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 =Wjm_Rvk9  
    p[/n[@<8=  
    Parameter Run 的全局搜索： f a\cLC  
     /NkZ;<uxJ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ]3I_H+hU  
     T4f:0r;^f*  
    Parameter Run 设置 #|e <l1F  
     o3W5FHFAv  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； QU#/(N(U#T  
     sV*Q8b*  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； d")r^7  
     |BW956fBU  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 my} P\r.  
     3 (}?f  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 nut7b  
     ,>g 6OU2~6  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 *Z0}0< D@Z  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 5$#<z1M.&  
    UG!&n@R  
    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=OU61AA  
     xp &I~YPH  
    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。 xj~6,;83xR  
     {Ise (>V  
    参数构成： Jg Xbs+.  
     ^Gyl:hN  
    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%； Zn^E   
    S4(IYnwN  
      
    vIG,!^*3  
    局部参数优化： MUo?ajbqOd  
    bc"{ZL!C  
    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。 @%TQ/L^|  
    \vT8 )\  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； O7K))w  
    2MC\~"L<  
    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。 _9-Ajv  
    =DCQ!02  
    !uZ+r%  
    Mfz5:'  
    参数定义： $K iMu  
    Z/I!\  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 :C&?(HJ&r  
    %z2nas$$g  
    缝宽10—190nm权重1e20 ^g0 Ig2'  
    ysa"f+/  
    优化函数定义： e Jwr  
    54OYAkPCk  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） F;ZLoG*U  
    d-* 9tit  
    ——偏振对比度大于50（全波段） _I!Xr!!)a0  
    _+. t7q^  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 sDF J  
    63f/-64?7  
    ::R^ w"  
    选择下山简法进行局部优化。 \?g%>D:O;  
    %MIu;u FR  
    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。 I)x:NF6JO  
    ^U =`Rx  
       \xdt|:8  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 :X!(^ a;]  
    Q?>#sN,  
    优化过的参数为： Y!`?q8z$G  
    }/LYI  
    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% ZJ 4"QsF  
    %,^7J;  
    结论： ^d"J2n,7L  
    %pt $S~j  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 DYl^6 ]  
    i-<=nD&?t  
    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。 GBQb({  
    1_t Dp& UO  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 =.%ZF]Oe+#  
    QQ：2284816954 备注：光学     q5 A+%#  
     
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