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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 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 figCeJ!W4  
     nWyn}+C-  
    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。 b!pG&7P  
     (B0tgg^jj,  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 t:SME'~.P  
     k9'`<82Y  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 NJe^5>4`  
    /c>@^  
    相关案例：100.01,101.01 S(c&XJR  
     ;(Xig$k  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 oa K&!$S]  
     o-m9}pV  
    建模任务： {e1akg.  
     qZcRK9l]F1  
    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。 Ag6^>xb^  
     !n?8'eqWru  
     MoFAQe  
    优化目标： kt0ma/QpP  
    ^1b/Y8&8A  
    —TE模偏振光的透过率最大化  3g#  
     0+vt LDq@P  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Y >83G`*}b  
     y\M Kd[G7  
    优化函数： z|^+uL  
     #7Pnw.s3zz  
    —最小化TE的透过率 -VO&#Mt5u  
     &azy1.i~  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） j&c YRKpz  
    3G;#QK -c  
     X }W4dpU,  
       @C?.)#  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 RTJ\|#w  
    TrEo5H;  
     i.(kX`~J1  
    z+k[HE^S  
    优化的自由变量为： )5O E~}>  
    hA6D*8oXD  
    —缝宽：10—190mm T- |36Os4  
     ! /^Jma7n  
    —光栅深度：20—200nm Y]33:c_;Mo  
     d<@SRHP(  
    优化算法： REj<2Lo  
     !L=RhMI  
    —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。 k\NwH?ppu  
    —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。 [\rnJ lE  
     ]m(C}}  
    光路流程图和偏振分析器： y;r{0lTB  
     4^jIV!V  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 [ljC S  
     ]c=nkS  
    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。 GlPd)m`  
    hYI0S7{G  
    Parameter Run 的全局搜索： RM(MCle}  
     #3h~Z)+y  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 \mIm}+!H  
     ^F e %1Lnt  
    Parameter Run 设置 +pefk+  
     T0Kjnzs  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 6 #vc"5@M  
     m,"N 4a@  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； W~QH"Sq  
     P#ro;3S3y  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 z K+C&X  
     cj5; XK  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 D J:N  
     %!vgAH4  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 JR_s-&GaM  
    优化函数依据迭代次数进行显示： F70_N($i  
    f0h^ULd  
    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。 6bacU#0o  
     "{lw;AA5F  
    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。 it\U+xu  
     E;>Bc Pt5  
    参数构成： l?rT_uO4  
     ku&m)'  
    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%； -<jd/ 5  
    -UMPt"o  
      
    e+? -#  
    局部参数优化： .R<Ke\y/  
    dPtQ Sa  
    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。 pp!>:%  
    OfAh? ^R  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； [Dv6z t>  
    VY#:IE:T  
    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。 S7A[HG;  
    OSDx  
    r'GD  
    5IsRIz[`TK  
    参数定义： IdzrQP  
    B\ITXmd   
    规划深度为20-200nm，权重1e20 *GMs>" C  
    -j<g}IG  
    缝宽10—190nm权重1e20 mH/$_x)o  
    &E{i#r)'T  
    优化函数定义： $d +n},[C{  
    :/1/i&a  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） xwm-)~L4T  
    WL6p+sN'  
    ——偏振对比度大于50（全波段） L 2Z9g`>  
    YdT-E  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 j. m(Z}  
    HJh9 <I  
    $:aKb#l)  
    选择下山简法进行局部优化。 >d{O1by=d9  
    #G/ _FRo`  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 L+b"d3!G&%  
    ] SErM#$*  
       yVP 1=pz_[  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 5ZPe=SQ{  
    "?yu^  
    优化过的参数为： qUMM}ls  
    eL7rX"!  
    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% [)ybPIv]  
    yQ3*~d~U|L  
    结论： v.aSf`K  
    )t/[z3rn  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ZYBK'&J4m  
    2qY+-yOEt  
    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。 pKM5<1J  
    ic+tn9f\  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Ju~8C\Dd  
    QQ：2284816954 备注：光学     jgb>:]:  
     
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