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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 u:,B&}j  
     7'@~TM  
    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。 x7xQrjE  
     +Lo,*  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 *P`k|-  
     ~Q=^YZgn8  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ESe$6)P  
    fOk(ivYy  
    相关案例：100.01,101.01 4*UKR!sr  
     ,ZnL38GW  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 }c#W"y5l_  
     w" A{R  
    建模任务： PW9tZx#  
     AO8%!+"_  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 \JNWL yw  
     'jKCAU5/0;  
    (]5gYi  
    优化目标： .;&4'ga4  
    %y)LBSxf  
    —TE模偏振光的透过率最大化 I3Ad+]v  
     tpP68)<ns  
    —TM模偏振光的透过率最小化 G52z5-=v  
     Wa%p+(\<uB  
    优化函数： -?ebkHe  
     6{ pg^K  
    —最小化TE的透过率 Pa ^_ s  
     t\\<+^[%  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） D5!I{hp"  
    i\{fM}~W$  
     \K:?#07Wj4  
       `QT9W-0e^  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 AQ,%5MeqJ  
    Wix4se1Ac  
      Lvn+EM  
    ` )~CT  
    优化的自由变量为： DF"*[]^[  
    I&5cUj{GX-  
    —缝宽：10—190mm {.r9l  
     .L_ Hk  
    —光栅深度：20—200nm VQpwHzh  
     /? Bu^KX  
    优化算法： d ewN\  
     8ya|eJ]/L  
    —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。  ;.~D!  
    —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。 4& 9V  
     |PLWF[+t8  
    光路流程图和偏振分析器： ,*;g+[Bhpl  
     B)Dsen  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 N\x<'P4q  
     Kp/l2?J"  
    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。 {z8wFL\  
    fyv S1_  
    Parameter Run 的全局搜索： sQT<I]e  
     *YTv"  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 gq)uv`3  
     wPpern05  
    Parameter Run 设置 }9L;|ul6  
     <rNz&;m}  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； #M:Vwn JX  
     2O0</^Z%E  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； +kOXa^K  
     Aj@t*3  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 .vpx@_;]9  
     g|)yM^Vqr6  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 SCXtBZ`.G  
     k i{8f  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 xc$jG?83#  
    优化函数依据迭代次数进行显示： f_ > lz  
    2B]mD-~  
    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。 a8Z{-=)  
     IPlkv{^  
    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。 NQ\<~a`Eq  
     {7 nz:f  
    参数构成： o>\epQt~/p  
     Gv 6#LcF#  
    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%； hu-6V="^9  
    O)}5`0@L  
      
    Ba;tEF{X  
    局部参数优化： H`8}w{ft&  
    w'P!<JaZ  
    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。 ?) VBkA5j  
    nnMRp7LQ-  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； i8` 0-  
    :Pi="  
    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。 e>$E67h<~  
    Y/G~P,9  
    MH_3nN  
    6 Y}Bza  
    参数定义： GP=&S|hi  
    ~*ll,<L:  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 SR { KL#NC  
    YW^sf,zQ  
    缝宽10—190nm权重1e20 s;YuB#Z  
    lNqF@eCT9  
    优化函数定义： LT) G"U~  
     8=j_~&*  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 0uf)6(f  
    ~Z x_"  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 1WLaJ%Fv  
    g2GHsVS  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 X?q,m4+  
    z<n&P7k5j  
    ( T2 \   
    选择下山简法进行局部优化。 p ^Dm w0y  
    r WPoR/M  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 hIMD2  
    #N `Z)}Jm  
       x8E!Ko](  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 I?%iJ%  
    0^&-j.9  
    优化过的参数为： ##qs{s^ ]  
    WY" `wM  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% Ra^GbT|Z  
    d@_|  
    结论： [f\TnXq24  
    p>GxSE)  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ':_1z5  
    fkK42*U@r  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 5$L=l  
    o-%DL*^5  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 tJ!s/|u(  
    QQ：2284816954 备注：光学     @F0+t;  
     
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