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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 ;B=aK"\  
     zw+aZDcV(  
    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。 l{Df{1b.  
     RN(I}]]a  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 aq$ hE-{28  
     _F%`7j  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 O,B\|pd2  
    uem-fTG  
    相关案例：100.01,101.01 \_1a#|97e  
     C*(  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 !} TsFa  
     *7Q6b 4~"  
    建模任务： A0)^I:&  
     :_R:>n9 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。 1'<C-[1  
     n6% `  
    <R$ 2x_  
    优化目标： )cJ>&g4]  
    v3-' G gM  
    —TE模偏振光的透过率最大化 b4_0XmL  
     d5m -f/  
    —TM模偏振光的透过率最小化 3^y(@XFt  
     >lRZvf-i  
    优化函数： R7bG!1SHl  
     .ImaM  
    —最小化TE的透过率 |GnTRahV.  
     SQ>i:D;  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） |Ghk8 WA  
    +Dy^4p?o  
     O{LCHtN  
       Ki;SONSV~|  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 B'}?cG]  
    ?mg@zq8  
     f4f2xe7\Q  
    ^AP8T8v  
    优化的自由变量为： 9wWBE<}>u  
    "@UQSf,  
    —缝宽：10—190mm 3%Y:+%VE  
     &$ h~Q  
    —光栅深度：20—200nm Q7865  
     k]@]a  
    优化算法： Uq  .6h  
     )Z/"P\qo  
    —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。 &P?2H66s  
    —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。 iQ/~?'PB  
     F_ F"3'[  
    光路流程图和偏振分析器： 1)(>'pY  
     E8# >k  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 @ma(py  
     rpT.n-H>%A  
    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。 &N7ji  
    79h~w{IT@  
    Parameter Run 的全局搜索： 8 t5kou]h  
     "}]$ag!`q$  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 eTuqK23  
     $m4-^=  
    Parameter Run 设置 ZL!u$)(V  
     ?%s>a8w  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； iQ)ydY a  
     ||Zup\QB  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ix3LB!k<  
     MYAt4cHc2  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 WTvUz.Et  
     qyH -Z@  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 3P cVE\GN  
     Z?axrGmg0  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 oh9 ;_~  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Aedf (L7\  
    WK>F0xMs1  
    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。 qLN\%}69/  
     Y %JQ  
    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。 fvkcJwkc  
     "`vRHeCKN  
    参数构成： [^5\Ww  
     = S&`~+  
    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%； j6rNt|  
    6Z2,:j;  
      
    tb3V qFx  
    局部参数优化： pO` KtagL  
    8|a./%gixs  
    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。 (`tRJWbdz  
    OK [J h  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； cw Obq\  
    U&5* >fd=  
    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。 % Y^J''  
    [{x}# oRSE  
    AYts &+  
    ,erw(7}'.  
    参数定义： t'qYM5  
    @YJI'Hf67  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 4U}qrN~=  
    oo5=5s6 3}  
    缝宽10—190nm权重1e20 22\!Z2@T/  
    AU{"G  
    优化函数定义： drq3=2  
    X\|!  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ^kez]>   
    FfoOJzf~o  
    ——偏振对比度大于50（全波段） jwZ,_CK  
    \/a6h   
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 .fA*WQ!lb  
    W'lqNOX[v  
    zzqJeIS  
    选择下山简法进行局部优化。 25^?|9o7  
    "LMj,qZ1!  
    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。 V$^jlWdR  
    Wa_qD  
       pfA6?tP`  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 TCtZ2 <'  
    UX 1 )((  
    优化过的参数为： 9Em#Ela  
    rqdwQ  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% ]MbPivM  
    mgs(n5V5  
    结论： JxAQ,oOO  
    &d#R'Z  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 :+rGBkw1m  
    #(8|9  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 bDI%}k9#  
    7N.b-}$(  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 1>!LK_  
    QQ：2284816954 备注：光学     G0cG%sIl  
     
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