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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 .mplML0oW  
     /Ow@CB  
    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。 >L433qR  
     1 0^FfwRfM  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 & l0LW,Bx  
     !\!j?z=O8  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 "(Nt9K%P)  
    Z=oGyA  
    相关案例：100.01,101.01 f$qkb$?]}  
     k:URP`w[X=  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 `%*`rtZ+H.  
     rTqGtmulG  
    建模任务： %DM0Z8P$B-  
     .R)uk  
    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。 #3?}MC  
     mJYD"WgY  
    B +MnT{  
    优化目标： 6zI}?KZf  
    gBOF#"-  
    —TE模偏振光的透过率最大化 nPk&/H%5hn  
     )r?- _qj=  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ?in)kL  
     D"exI]  
    优化函数： QOY{j  
     EI496bsRHm  
    —最小化TE的透过率 WEtPIHruyt  
     Pbt7T Q  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） dSe d 6  
    J,\e@  
     J~C=o(r  
       i8S=uJ]n  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 {W HK|l   
    }G<~Cx5[  
     ;SX~u*`R  
    wo;OkJKF  
    优化的自由变量为： C[5dhFZ  
    !t}yoN n|  
    —缝宽：10—190mm p(nEcu  
     "C?H:8W  
    —光栅深度：20—200nm =.w~qL  
     eD7qc1*G  
    优化算法： hVAatn[  
     u60RuP&  
    —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。 >dgz/n?:v  
    —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。 }Rw6+;  
     U uC-R)  
    光路流程图和偏振分析器：  tq?a3  
     EWr7eH  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 >P]gjYN  
     sPXjU5uq#  
    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。 R:j mn  
    E^$8nqCL:  
    Parameter Run 的全局搜索： %NM={X|'  
     *f_A :`:  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 @_W13@|  
     c=zSq%e   
    Parameter Run 设置 4c[/%e:\-  
     K)5j  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； SPXv i0Jg  
     CD%Cb53  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； tzv4uD]  
     { {:Fs  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 6P:fM Y  
     DEbMb6)U  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 K/j u=>  
     @_7rd  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 [ D.%v~j  
    优化函数依据迭代次数进行显示： "eqzn KT%u  
     g[bu9i  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 `'&mO9,<-  
     - Ry+WS=  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 s;Gg  
     (\!?>T[En  
    参数构成： u0A$}r$L  
     esj6=Gh  
    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%； lfre-pS+  
    !zllv tK4  
      
    r7L.W  
    局部参数优化： /'5d0' ,M  
    {+nf&5E 6  
    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。 U^7bj  
    [`s0 L#  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； l1KgPRmEP  
    'nBP%  
    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。 - jCj_@n  
    L#uU. U=  
    =5Nh}o(l?  
    }WaZ+Mdg\  
    参数定义： ar6+n^pi0]  
    N-_APWA  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 m C`*#[  
    bX,#z,  
    缝宽10—190nm权重1e20 P/.<sr=2  
    w;j<$<4=7  
    优化函数定义： `-OzjbM  
    N5,LHO  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） G"OP`OMDc  
    } Z FoCMM  
    ——偏振对比度大于50（全波段） q6w)zTpJGJ  
    s\pukpf@  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ge:a{L  
    Tjq1[Wq  
    dH PvVe/  
    选择下山简法进行局部优化。 `lWGwFgg(  
    JJ%@m;~  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 rq4g~e!S  
    d}':7Np  
       W/hzo*o'g  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 u}|v;:|j  
    [DH4iG5  
    优化过的参数为：  Pd\4hy  
    }7(+#ISK6  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% !'p<Kh[i  
    t!*[nfR  
    结论： ?d^6ynzn  
    e15yDwvB  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 -0#"<!N  
    PA ?2K4  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 6?~9{0  
    0NGth(2  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 U4fv$gV  
    QQ：2284816954 备注：光学     dk nM|  
     
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