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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 t8~isuiK  
     , #(k|Zztc  
    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。 Xc G   
     6[a;83  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 lMjeq.5nP  
     o-<.8Z}>at  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 D.w6/DxaXa  
    fvV5G,lD3h  
    相关案例：100.01,101.01 s)kr=zdyo  
     A+"'8%o9}  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 &f/"ir[8i  
     /t _QA  
    建模任务： L\t?^u  
     9f3rMPVh(  
    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。 Rw`64L_  
     j<d,7  
    )H*BTfmt  
    优化目标： ]/?$DNjCc  
    B[7Fq[.mh  
    —TE模偏振光的透过率最大化 aydf# [F  
     :i o[9B [  
    —TM模偏振光的透过率最小化 zIc_'Z,b  
     M4L<u,\1s  
    优化函数： N/8B@}@n  
     h"ATRr^  
    —最小化TE的透过率 )JA^FQ5N  
     na] 9-~4  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） &v/R-pz  
     75T+6 u  
     f/^T:F6  
       i [2bz+Z?  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 P,K^ oz}  
    $gaGaB  
     6'1Lu1w  
    xHuw ?4  
    优化的自由变量为： nM H:7[x3  
    q.d qr<  
    —缝宽：10—190mm cwI3ANV  
     S1_):JvV  
    —光栅深度：20—200nm v2f|%i;tq  
     tjcG^m} _  
    优化算法： X->` ~-aj  
     9&OhCrxW-  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 [LKzH!  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 d5lD!  
     '17V7A/t  
    光路流程图和偏振分析器： I\$?'q>  
     'F Cmbry  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 x8RiYi+  
     _?;74VWA  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 ST[E$XL6  
    2%~+c|TH.)  
    Parameter Run 的全局搜索： p w=o}-P{  
     Ca#T?HL  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 jUrUM.CJ\N  
     \&^U9=uq  
    Parameter Run 设置 NnO%D^P]  
     }ZfdjF8N!  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； U/>l>J5  
     ;^  YpQP  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； HXQ } B$V  
     Ap!i-E,"J  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Fz@U\\94z  
     \kC'y9k  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 5_4 =(?<  
     9mB] \{^  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 He}"e&K  
    优化函数依据迭代次数进行显示： v=x)]<E" _  
    F&D ,y-CQ  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 LCok4N$o  
     71,GrUV:  
    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。 OA&r8WK3  
     B1z7r0Rm,  
    参数构成： eY3<LVAX  
     %H=^U8WB  
    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%； C@9K`N[*  
    !>6`+$=U  
      
    !+n'0{  
    局部参数优化： zTfl#%  
    6Q}>=R^h  
    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。 :qtg`zM/4  
    FQ]5W |e  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； <P-AlHYV-  
    XZj3x',;  
    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。 fTd":F  
    ])vqXjN6"  
    Kj#h9e  
    Eg$Er*)h8  
    参数定义： /D;cm  
    iy|xF~  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 6\6g-1B`  
    ,sltB3f  
    缝宽10—190nm权重1e20 Fhs/<w-  
    "QM2YJ55m`  
    优化函数定义： /1?{,Das=  
    G+K`FUNA  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） oX?~  
    `6{4?v  
    ——偏振对比度大于50（全波段） *N%)+-   
    1c:/c|shQ_  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 fILD~  
    L}>ts(!q&  
    "_ON0._(/  
    选择下山简法进行局部优化。 ._`?ZJ  
    &8hW~G>(m  
    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。 +(oExp(!  
    }XRRM:B|)(  
       QX+&[G!DZH  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 [`bA,)y"  
    CA ,2&v"  
    优化过的参数为： ^fti<Lw5  
    %`]fZr A]#  
    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% h]k1vp)Q y  
    +e&Q<q!,q  
    结论： >S:+&VN`M  
    'HvJ]}p  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 >;~ia3  
    cd)}a_9  
    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。 k~qZ^9QB~  
    7:wf!\@ I  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 x24&mWgU  
    QQ：2284816954 备注：光学     4JGU`L:~  
     
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