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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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    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 !VUxy  
     ~GZ!;An  
    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。 yNMnByg3?  
     ?9 hw]Q6r}  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 /^v?Q9=Y  
     m`l3@ Z  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 !g{9]"Z1T  
    `KBgVhS>  
    相关案例：100.01,101.01 bI/d(Q%#<  
     %y ;E1pva  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 HQlhT  
     g"gh2#!D  
    建模任务： N% /if  
     %upnXRzw  
    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。 0O+[z9  
     p_T>"v  
    >Q':+|K}  
    优化目标： Ej\EuX  
    1~/?W^ir  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ,b!!h]t  
     'wB6-  
    —TM模偏振光的透过率最小化 d1$3~Xl]  
     7DaMuh~<  
    优化函数： \-3\lZ3qj  
     [!9 dA.tF  
    —最小化TE的透过率 <>\s#Jf/  
     c^0Yu Bps[  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ip6$Z3[)  
    `|@#~  
     DtkY;Yl  
       n46A  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 )QS4Z{)U  
    m:|jv|f  
     YYfX@`\  
    *opf~B_e  
    优化的自由变量为： t}r`~AEa!  
    h#a;(F4_7  
    —缝宽：10—190mm 5y]1v  
     F)P"UQ!\  
    —光栅深度：20—200nm 0IU>KGJ-0s  
     \z>Re$:  
    优化算法： v"'Co6fw  
     #>~<rcE(  
    —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。 ? tre)  
    —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。 za{z2# aJ  
     $B6CLWB  
    光路流程图和偏振分析器： 6f1%5&si  
     h!# (.P  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 O%RkU?ME  
     U^jxKBq^  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 90JD`Nz  
    0uX"KL]Elf  
    Parameter Run 的全局搜索： .KiJq:$H  
     Q(@/,%EF  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 01v7_*'R  
     n#@/A  
    Parameter Run 设置 Da_8Q(XFe  
     !O=?n<Ex"  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； _hP siZY9  
     mEi+Tj zp  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； e1Kxqw7  
     ;A^0="x&  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 yKE[,"  
     1,cd[^`.  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 %ux%=@%  
     !e~Yp0gX#  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ~AbnksR  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 3#fu; ??1.  
    hjCFN1 #Sa  
    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。 %7tQam  
     TMt,\gTd  
    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。 m)G=4kK52-  
     L<'8#J[_5  
    参数构成： a[TR_ uR  
     |n9~2R   
    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%； _?UW,5=O  
    !N5+.E0j  
      
    'qD5  
    局部参数优化： w k1O*_76  
    Wtl0qug  
    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。 gH87e  
    X4<!E#  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 4%l @   
    O6rrv,+_L  
    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。 |Ad1/>8i  
    /4 zO  
    B35zmFX|}N  
    `c 3IS5  
    参数定义： Q _}i8p '  
    =GO/r; 4  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 RB]K?  
    u Qy5t:!  
    缝宽10—190nm权重1e20 F 8*e  
    C N9lK29F)  
    优化函数定义： &{B-a  
    z4l O  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） RG(m:N  
    RusC5\BUX  
    ——偏振对比度大于50（全波段） V\axOz!  
    ibDMhW$n  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 5j(3pV`_  
    ]:* 8 Mb#  
    Qxds]5WB/  
    选择下山简法进行局部优化。 aQax85  
    Q;O\tl  
    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。 F",]*> r  
    ,#^<0u+zrF  
       W":is"  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 =~r?(u6d  
    y^; =+Z  
    优化过的参数为： $@_7HE3  
    Ph&AP*Fq  
    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% dZ!Wj7K)  
    ?sl 7C gl  
    结论： @_0 g "Ul  
    hjiU{@q  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 s PNX)  
    a,Gd\.D  
    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。 \Cx) ~bq<  
    _]E ~ci}  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 )c@I|L  
    QQ：2284816954 备注：光学     Wpom{-  
     
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