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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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    光币
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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 m#'2 3  
     P(W7,GD,k  
    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。 }XiS:  
     :G|Jcl=r  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Nd&u*&S  
     .! LOhZ  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 FxC@KZG  
    7:1c5F~M  
    相关案例：100.01,101.01 h{]l?6`  
     AO9F.A<T5  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 C,w$)x5kls  
     33\{S$p  
    建模任务： 4 ~17s`+  
     a`CsLBv&  
    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。 ' hL\xf{  
     6ZVJ2xs[%  
    +gTnq")wnI  
    优化目标： A8OV3h6]  
    }@V(y9K  
    —TE模偏振光的透过率最大化 }`yIO"{8n  
     2Ni$ (`"  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Ku_`F2Q  
     aU2O5z&  
    优化函数： Xb42R1  
     -lyT8qZ:(  
    —最小化TE的透过率 38%]G Q  
     ~l-Q0wg  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） RaAi9b[/S  
    Fk>/  
     jd=k[Yqr  
       R{3f5**0  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 `7Ni bZX0  
    l?B\TA^  
     '1=t{Rw  
    bzmT.!  
    优化的自由变量为： AFl]w'=  
    QdG_zK>|e  
    —缝宽：10—190mm  AMvM H  
     RNiZ2:  
    —光栅深度：20—200nm (hVhzw"~  
     \<~[uv'  
    优化算法： Ud:v3"1  
     APuG8 <R,  
    —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(D>ws$  
    —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。 Rw*l#cr=.  
     4_`+&  
    光路流程图和偏振分析器： ycRy! 0l  
     _I~W!8&w>  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 GLt#]I"LY  
     [z`U 9J  
    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。 o8RagSIo8  
    <r,l  
    Parameter Run 的全局搜索： 6.2_UN^<  
     J \1&3r|R  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 &?/h#oF@\  
     ge[f/"u  
    Parameter Run 设置 "a;JQ:  
     "W|Sh#JF  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； goeWZO  
     Z6X?M&-Lz  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 5Y"lr Y38  
     !SD?  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 MV H^["AeR  
     |SZRO,7x  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 8,#v7ns}#  
     g ` 6Xrf  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ;c_X ^"d  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ?z171X0  
    AIF?+i%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。 N0sf V  
     r@H<@Vuc  
    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。 x;l\#x/<  
     y|nMCkuX  
    参数构成： Xp{+){Iu  
     b"t!nfgo  
    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%； Ja| ! fT  
     "C B*  
      
    R>To L  
    局部参数优化： #]oVVf_  
    Z+=WgEu1  
    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。 pN&5vu30  
    ^* ^te+N  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ]ZelB,7q  
    /<9VKMR_k  
    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。 9l@VxX68M  
    <K%qaf  
    3lqR(Hh3  
    mZDrvTI'  
    参数定义： > F&Wuf  
    bg*4Z?[dd  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 :kfHILi  
    3205gI,  
    缝宽10—190nm权重1e20 (!&cfabL  
    :Oo(w%BD]  
    优化函数定义： @>_`g=  
    WQ<J<$$uu  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 29 L~SMf  
    G%  
    ——偏振对比度大于50（全波段） t(-noy)  
    zy~vw6vu  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Pk7Yq:avL  
    qg vg MWj  
    d,CtlWp  
    选择下山简法进行局部优化。 b-'41d}Hn  
    WLQm|C,  
    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。 ce\]o^4  
    Pdmfn8I]%  
       L"&j(|{  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 iv2did4  
    9w^1/t&=04  
    优化过的参数为： AqZ{x9g!  
    ;"hED:z6%  
    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% -tAdA2?G  
    qYBoo]}a  
    结论： +N: K V}K  
    yjaX\Wb[z[  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 6e(|t2^  
    v}!eJzeH  
    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。 5e~\o}]  
    ^&MMtWR  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ya0L8`q  
    QQ：2284816954 备注：光学     %|}obiV)  
     
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