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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 正序阅读 楼主  发表于: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 dITnPb)i  
     6\,^MI  
    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。 2al~`  
     BH0rT})  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 U8-9^}DBA  
     l1cBY{3QD  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Wsz='@XvB  
    fnnwe2aso  
    相关案例：100.01,101.01 1|w,Z+/  
     73~Mq7~8  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 :,q3?l6  
     3r em"M  
    建模任务： (P#2Am$  
     Xs?7Whc6  
    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。 t=\V&,  
     ;(0:6P8I  
    X}z KV  
    优化目标： M]` Q4\  
    #>'1oC{  
    —TE模偏振光的透过率最大化 .%wEuqW=0  
     ]bnxOk  
    —TM模偏振光的透过率最小化 rF0zGNH  
     \wRr6-!_  
    优化函数： J#V `W&\,6  
     N~>?w#?J  
    —最小化TE的透过率 =cC]8Pz?  
     Br~%S?4"o  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） g41Lh3dj  
    1yB;"q&Xd  
     "(efd~.]  
       ,t+ATaOF  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 C-Fp)Zs{0  
    H9)uni   
     H+5]3>O-$  
    h5F'eur  
    优化的自由变量为： *VlYl"  
    ?ha}&##  
    —缝宽：10—190mm `u>BtAx8  
     rFy9K4D  
    —光栅深度：20—200nm <dYk|5AdLF  
     BWPYHWW}E  
    优化算法： >A,WXzAK}S  
     E+1j3Q;  
    —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。 CQ( @7  
    —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。 0KQ8; &a|  
     Awh"SU Oh0  
    光路流程图和偏振分析器： >rFvT>@NU  
     =!CuCV7$1O  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 )(L&+DDy  
     xRY5[=97  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 Uqpvj90sw  
    a ;S^<8  
    Parameter Run 的全局搜索： wKeqR$  
     .4Ny4CMHZ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 8_,ZJ9l ;  
     ]czy8n$+  
    Parameter Run 设置 !>:tF,fcB  
     7}x-({bqy  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 2DC#PX)i  
     "|G,P-5G"  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； _[ phs06A  
     ;Pa(nUE@  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Td  F<  
     8 KkpXaz  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 "QF083$  
     }6bLukv  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 YiCDV(prT  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 1wgu%$|d  
    lX4p'R-h  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 `SwnKg  
     <di_2hN  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 'AAY!{>  
     op-#Ig$#  
    参数构成： o/zCXZnw#  
     0hkuBQb\  
    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%； }gW}Vr <  
    ;9PM?Iy[  
      
    UH.cn|R  
    局部参数优化： %yMzgk[u  
    1 ~7_!  
    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。 tAA7  
    W*<]`U_.  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Vd0GTpB?1  
    @(cS8%wK  
    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。 +mA=%? l  
    ffM(il/2  
    Ds87#/Yfv  
    I5L7BTe  
    参数定义： Ng"vBycy  
    &XsLp&Do2  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 QVW6SY  
    j1 F+,   
    缝宽10—190nm权重1e20 %jxuH+L   
    =b7&(x  
    优化函数定义： BB.TrQM.#  
    ^JtHTLHL=  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ElXe=5L\#  
    AuTplO0_rE  
    ——偏振对比度大于50（全波段） MI(i%$R-A  
    }BJ1#<  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 42CMRGv  
    GX)QIe~;qJ  
    3@] a#>  
    选择下山简法进行局部优化。 ge?-^s4M  
    &XRFX 5gP  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 %5*#c*)R  
    CLfb`rF  
       SSLs hY~d  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 wWw/1i:|'  
    ?0mJBA  
    优化过的参数为： XyphQ}\u  
     s7 o*|Xv  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% d;SRK @  
    ~{YgM/c|dt  
    结论： 4p8jV*:@{  
     #U52\3G  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ?0NSjK5ma  
    kA<r:/  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 KN:dm!A  
    hZWK5KwT  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 )95yV;n   
    QQ：2284816954 备注：光学     a<'$`z|s  
     
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