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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 r0\f;q  
     j%tEZ"H  
    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。 '044Vm;/  
     Xr_pgW|  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 2$0)?ZC?=  
     Zf:]Gq1  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 A,XfD}+:Z  
    7 .+al)hl  
    相关案例：100.01,101.01 iuAq.$oi{  
     l)|lTOjb  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 [)|+F wJ  
     |C-y}iQ:6~  
    建模任务： I:;+n^N?  
     Q7a(P  
    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。 oXGZK5w<l  
     'mV:@].le  
    6 =>G#  
    优化目标： /lH'hcXcX  
    -!dQ)UEP  
    —TE模偏振光的透过率最大化 +R\~3uj[7  
     8(lCi$  
    —TM模偏振光的透过率最小化 BKb<2  
     f=_g8+}h  
    优化函数： !$>G# +y  
     ukihx?5  
    —最小化TE的透过率 >t #\&|9I  
     "$)yB  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Y!n'" *J>  
    dR[o|r  
     kL;t8{n  
       AQh["1{yJ  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 {D(,ft;s^  
    RVF F6N^  
     4iBxPo(0  
    x0G>ktWq<  
    优化的自由变量为： JDhwN<0R  
    FfYsSq2l  
    —缝宽：10—190mm %b<%w    
     [.3sE  
    —光栅深度：20—200nm yq6LH   
     g :i*O^c @  
    优化算法： ^ f{qJ[,  
     9dYOH)f  
    —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。 \=g!$  
    —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。 }td6fj_{  
     X_?%A54z?  
    光路流程图和偏振分析器： ?>?ZAr  
     D_ ug-<QT  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 9 z*(8d  
     <^sAY P|  
    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。 B;c=eMw  
    jt%WPkY:  
    Parameter Run 的全局搜索： p JX, n  
     Xz* tbW#  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 |"\lL9CT  
     8b~7~VCk  
    Parameter Run 设置 % :tr  
     Q9q9<J7j$  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； q]l\`/R%u  
     V=9Bto00  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Eq7gcDQ  
     h@Dw'w  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 1gAc,s2  
     ._(z~3s  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 _w%s(dzk  
     |wJ),h8/  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ~ i'C/[P  
    优化函数依据迭代次数进行显示： !Iko0#4i  
    U]mO7HK  
    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。 ;]u1~  
     ds')PIj  
    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。 QvNi8TB  
     J{x##p<F$  
    参数构成： WiwwCKjSa  
     c0hdLl;5  
    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%； i59k"pNm  
    y|LXDq4Wj  
      
    J ZNyC!u  
    局部参数优化： 4Xr"d@2(  
    C64eDX^  
    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。 /Sh4pu"'  
    BDnBBbBrz  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； A1 b6Zt  
    A7e_w 7?a  
    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。 p+5#dbyr  
    :.C)7( 8S  
    GdL4|xv  
    ":z@c,  
    参数定义： #Z#_!o  
    ,Zr  YJ<  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 R+x%r&L5F  
    &a~L_`\'  
    缝宽10—190nm权重1e20 wfWS-pQ  
    l.yJA>\24I  
    优化函数定义： F ^[M  
    P'gT6*an,"  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） b^;N>zx  
    jCam,$oE  
    ——偏振对比度大于50（全波段）  S/)  
    U8U/?zW/&  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 uk`d,xF   
    :v''"+\  
    ]Oig ..LJ  
    选择下山简法进行局部优化。 XC 57];-  
    Qdh"X^^  
    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。  |UABar b  
    M55e=  
       v] W1F,u  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 GR_p1 C\  
    -aTg>Q|g&  
    优化过的参数为： `*|LI  
    t Qp* '  
    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% /0X0#+kn  
    }u38:(^`ai  
    结论： ]i9H_K  
    #wq;^)>  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 n">?LN-DC  
    tP/GDC;  
    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。 FA<Z37:  
    Cj`pw2.  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 I67k M{V  
    QQ：2284816954 备注：光学     U1OLI]P  
     
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