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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 GKwm %A  
     :- ydsR/  
    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。 Khxl 'qj  
     MI@id  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长   Hs8c%C  
     b{t'Doe  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 0> m-J  
    ^60BQ{ne  
    相关案例：100.01,101.01 t3b%f`D  
     70L{u+wIy  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 R1FBH:Iu  
     `2?9eXC  
    建模任务： T'l >$6  
     gYx|Na,+  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 BXVmt!S5F  
     { CkxUec  
    'k#^Z  
    优化目标： `bffw:; %  
    J]~LmSh  
    —TE模偏振光的透过率最大化 w Maib3Q  
     ]w(i,iJ  
    —TM模偏振光的透过率最小化 2hl'mRW  
     Uax- z  
    优化函数： 41WnKz9c  
     -1~bWRYq  
    —最小化TE的透过率 &<-Sxjj  
     wz5xJ:Tj  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） E3y"  
    < Vr"  
     h \b]>q@  
       HP2]b?C  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Ex~[Hk4ow  
    T2 0dZ8{y  
     BM#cosV7%h  
    }\B`tAN  
    优化的自由变量为： `ej  
    *BT-@V.4  
    —缝宽：10—190mm O/>$kG%ge  
     RiF~-;v&  
    —光栅深度：20—200nm 'c\zW mAZ  
     <1Vz QH!o  
    优化算法： EaG3:<>J  
     S,EXc^A7  
    —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。 E@aR5S>  
    —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。 !q! =VC  
     |<P]yn  
    光路流程图和偏振分析器： Hm4:m$=p4  
     T@uY6))>F  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 pm,&kE  
     K.n #;|  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 Iu^# +n  
    W~ XJ']e  
    Parameter Run 的全局搜索： Sb+pB58&N  
     ~oh=QakW  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 JNRG [j  
     R 28v5  
    Parameter Run 设置 \ aQBzEX  
     =9GL;z:R+  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； J (Yfup  
     cOth q87:  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； i=@.u=:  
     B0NKav  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 T+zZOI  
     l2U"4d!o  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 f*7/O |Gp  
     `UL #g![J  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Xz&Hfs"/J  
    优化函数依据迭代次数进行显示： i2/:' i  
    at${^,&  
    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。 wj9CL1Gx  
     [S9T@Q  
    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。 |S|0'C*  
     UMuqdLaT9  
    参数构成： ZFNM>C^  
     E8u :Fg s  
    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%； aR ao\Wp|  
    11}X2j~Ww  
      
    Xy:'f".M~\  
    局部参数优化：  8Br*  
    K?,eIZ{.S  
    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。 NduvfA4  
    Wo2TU!  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； aErms-~  
    kMAQHpDD  
    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。 :XEP:8  
    ao#{N=mn  
    uOc :^  
    A1zM$ wDU  
    参数定义： kG/:fP  
    N%%2!Z#  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 oE[wOq +  
    FA<|V!a  
    缝宽10—190nm权重1e20 ;BUJ5  
    jt?4raNW  
    优化函数定义： I4:4)V?  
    G1z[v3T  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） mufi>}  
    mk8xNpk B  
    ——偏振对比度大于50（全波段） O%;H#3kn&s  
    OF&{mJH"g'  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 B *p`e1  
    ,3 &XV%1  
    '8K5=|!J  
    选择下山简法进行局部优化。 zD:"O4ZM^^  
    IL`X}=L_  
    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。 Fxdu)F,~u  
    %yX?4T;b  
       '=K [3%U  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 x.CUJ^_.  
    rXc-V},az8  
    优化过的参数为： qPGpN0M`  
    W~(@*H  
    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% =B<>H$  
    9J h"1i>x2  
    结论： UjxEbk5>^  
    5[}3j1  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 q&OF?z7H  
    ["Mq  
    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。 yoiKt; S  
    /|V!2dQs"  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 6x|"1 G{  
    QQ：2284816954 备注：光学     nf=*KS\v  
     
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