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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 Y[#i(5w  
     E$T)N U\  
    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。 ANZD7v6a  
     y7txIe!<5  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 22)2o lU  
     UF3WpA  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 $d'GCzYvZ  
    T]Pp\6ff  
    相关案例：100.01,101.01 ;JFy 8Rj  
     f =B)jYI  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ^W{+?q'  
     q ;1]M[&  
    建模任务： qQv?J]l  
     ayTEQS  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 9K-=2hvv  
     i!@L`h!rw  
    B0T[[%~3M  
    优化目标： [/.o>R#J(  
    -Xb]=Yf-  
    —TE模偏振光的透过率最大化 hlWTsi4N  
     wz3BtCx  
    —TM模偏振光的透过率最小化 3@f@4t@5V  
     2&S*> (  
    优化函数： # XE`8$  
     *W~+Nho.A  
    —最小化TE的透过率 l:5x*QSX  
     3iMh)YH5b  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） RoFy2A=_  
     A M8bem~  
     icLf; @  
       ,#@B3~giC  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 sN.h>bd  
    )o-rg  
     x>THyY[sq  
    x<W`2Du  
    优化的自由变量为： !)FM/Xj,o  
    f^\qDvPur  
    —缝宽：10—190mm `Hld#+R  
     dt%waM!  
    —光栅深度：20—200nm WB<_AIt+  
     B/hL  
    优化算法： *J&XM[t  
     %Aq+t&-BCX  
    —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+q!pYM9+  
    —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。 O+~.p  
     \q(DlqTqs  
    光路流程图和偏振分析器： bq{":[a  
     _7Z|=)  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 /2Q@M>  
     !c,=%4Pb  
    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。 d#6'dKV$  
    /ZlPEs)  
    Parameter Run 的全局搜索： {eo4J&as  
     R1u1  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 7)aitDD  
     bAS('R;4  
    Parameter Run 设置 MM8@0t'E  
     f Glvx~  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； tCH4-~,#  
     oU[Ba8qh  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； f6@fi`U ,  
     Wm!lWQu7  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 UZ#Yd|'PD  
     z=C'qF`  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 H=b54.J8&  
     z9OhY]PPF  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Rrh?0qWs  
    优化函数依据迭代次数进行显示：  mkH {%7n  
    U"\$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。 X-,scm  
     :KY920/,  
    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。 ernZfd{H  
     jzCSxuZ7O  
    参数构成： I{#&!h>]U  
     r,F~Vwa}  
    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%； GPP{"6q5'  
    mqxgrb7  
      
    ZuF"GNUC  
    局部参数优化： bV|(V>  
    ]*b}^PQM^  
    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。 ,9jq @_  
    ?z,^QjQ}  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； @ n<y[WA  
    =D88jkQe"  
    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。 fNjxdG{a  
    qIEe7;DO  
    : V16bRpjL  
    ukM11LD5x  
    参数定义： 5cLq6[uO  
    l-|hvv5g  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 *a }NRf}W  
    bMWL^*I  
    缝宽10—190nm权重1e20 " p]bsJG  
    %J)n#\  
    优化函数定义： {|)u).n|  
    2(SK}<X  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ?1%/G<  
    LObS 7U  
    ——偏振对比度大于50（全波段） (Uk1Rt*h  
    %N}O Mc.W  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 UG)J4ZX  
    |.kYomJ   
    `>M;f%s  
    选择下山简法进行局部优化。 0}'  
    *5KV DOd  
    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。 jY^wqQls  
    oq00)I1  
       8&?kr/_Vr  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 j TVh`d< N  
    :5kgJu  
    优化过的参数为： ;uw`6 KJ  
    jET$wKw%  
    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% "r@f&Ssxb  
    ];@"-H  
    结论： ~pM\]OC  
    FFE IsB"9  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 o80?B~o  
    8NY $Iw  
    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。 ;Y:_}kN8_  
     Co e q<  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ,SEC~)L  
    QQ：2284816954 备注：光学     $|0_[~0-n  
     
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