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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 e5y`CXX  
     A.*nDl`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。 v*p)"J *  
     ;5S7_p2]j  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 +2enz!z#k  
     G&B}jj  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 T{kwy3  
    B3=/iOb#  
    相关案例：100.01,101.01    r3K:  
     ;( Va_   
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 !,WRXE&j  
     X=}0+W  
    建模任务： B}bNl 7 ~  
     RB@gSHOc?  
    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。 ~|jy$*m4A  
     U*l>8  
    DO*C]   
    优化目标： u+I3VK_)  
    eJdQ7g[>  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ^OsUWhkV  
     %6?}gc_  
    —TM模偏振光的透过率最小化 aPMM:RP`  
     5q*~h4=r7  
    优化函数： I!@` _Q9N  
     DEuW'.o>  
    —最小化TE的透过率 1e%Xyqb  
     En%o7^W++  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 5.;$9~d  
    _)\,6| #  
     a];i4lt(c  
       rI$10R$+H  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 $fG/gYvI\  
    ZPFTNwf  
     K~N[^pF  
    <\ c8q3N  
    优化的自由变量为： mjc:0hH  
    p =O1aM  
    —缝宽：10—190mm {[iQRYD0|  
     !7|9r$  
    —光栅深度：20—200nm b8Sl3F?-~  
     Sv",E@!f  
    优化算法： uQ)]g  
     LZ$!=vg4  
    —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。 8`<GplO  
    —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。 =,9'O/br  
     3mpjSL  
    光路流程图和偏振分析器： $l0w{m!P  
     2sq<"TlQXI  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 breVTY7 S  
     6f1Y:qK'@  
    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。 cV,URUD  
    VNfx>&`  
    Parameter Run 的全局搜索： ax}Xsk_  
     g_=ZcGC  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 6FAP *V;  
     1EB`6_>y  
    Parameter Run 设置 $x0F(|wxt  
     L@uKE jR  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； s)=7tHoqB)  
     ".=EAXVU  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； m\Nc}P_"p  
     A 2 )%+  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 0}!lN{m?  
     b?,y%D) '  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ~KvCb3~X  
     F*u;'K   
    使用扫描模块进行参数联合调查。 S6I8zk)Z4  
    优化函数依据迭代次数进行显示： (d\bSo$]  
    B(U`Zd  
    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。 s:{%1/  
     -tJ*F!w6U  
    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。 GW#Wy=(_  
     X+ jSB,  
    参数构成： pDT6>2t  
     jHzb,&  
    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%； G@2M&0'  
    BGS6uV4^>  
      
    ;2~Q97c0  
    局部参数优化： #(G&%I A|;  
    vhW '2<(  
    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。 ~heF0C_  
    ~1oD7=WN  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； {,ljIhc,  
    ycN_<  
    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。 OX2\H  
    9#7z jrB  
    H'.d'OE:I  
    E'}$'n?:  
    参数定义： H?m2|.  
    <Lt$qV-#  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 %K4-V5f  
    Z:{Z&HQC  
    缝宽10—190nm权重1e20 W*2SlS7  
    Pa*yo:U'h  
    优化函数定义： ~Q0}>m,S  
    Et (prmH  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） P!/8   
    qA42f83  
    ——偏振对比度大于50（全波段） SF7Kb`>Y  
    }Z|a?J@CZm  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 (46)v'?  
    !ibp/:x  
    %WR  
    选择下山简法进行局部优化。 $A ,=z  
    ]z,?{S  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 D {mu2'q  
    .6*A~%-=[d  
       FVHL;J]nf1  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 wFD .3!  
    E4Sp^,  
    优化过的参数为： R?(j#bk  
    Z,z^[Jz  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% !Kis,e  
    QB7<$Bp  
    结论： >_o_&;=`v  
    oUqNA|l T  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Ok@5`?08  
    AG?oA328  
    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。 VC@o]t5  
    @AwH?7(b  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Ez )Go6Q  
    QQ：2284816954 备注：光学     g!8-yri  
     
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