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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 /km'#f)/  
     @P}!mdH1  
    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。 EXTQ:HSES  
     D}:M0EBS  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 p+d?k"WN?  
     pbb6?R,  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 $sR-J'EE!  
    Xw[|$#QKM  
    相关案例：100.01,101.01 5$p7y:  
     (.54`[2+L  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ^J$?[@qD  
     !aub@wH3  
    建模任务： Um\_G@  
     W-ll2b  
    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。 74q |FQ  
     $f]dL};  
    QnNddCiu=  
    优化目标： 5(sWV:_2  
    iH""dtO  
    —TE模偏振光的透过率最大化 dY%>C75O  
     Me e+bp  
    —TM模偏振光的透过率最小化 .kkrU  
     x nm!$ $W  
    优化函数： }c~o3t(7`b  
     v&i,}p^M5  
    —最小化TE的透过率 4Sxt<7[f  
     5Myp#!|x:  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） zV8^Hxl  
    c_YP#U  
     EZvf\s>LT  
       N N;'QiE  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 #+,O  
    #XJ`/\E]  
     Pwh0Se5Z  
    5*W<6ia  
    优化的自由变量为： 3\jcq@N  
    (jY -MF3  
    —缝宽：10—190mm N }tiaL4  
     g`BtG  
    —光栅深度：20—200nm BCtm05  
     \P` mV9P  
    优化算法：  + Y  
     AT%@T|  
    —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。 j >wT-s  
    —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。 !?~>f>js_l  
     ] oh.w  
    光路流程图和偏振分析器： U1wsCH3+n  
     )+ss)L EC  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 lZa L=HS#L  
     5, <:|/r  
    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。 'U" ub2j  
    $J] b+Bp  
    Parameter Run 的全局搜索： qrtA'fU  
     GcL:plz  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 5@xl/  
     bq<DW/  
    Parameter Run 设置 LT ZoO9O  
     *j0kb"#  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； ^Q'^9M2)  
     psHW(Z8G  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； L,B#%t  
     2 Xt$KF,?  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 gVs8W3GW  
     >sL"HyY#H  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 9Xv>FVG!  
     RI q9wD}4(  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 8 )w75+&  
    优化函数依据迭代次数进行显示： wSMP^kG  
    E9L)dMZSpj  
    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。 `2M`;$~ 5  
     uNV\_'9>Y  
    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。 _k,/t10  
     3 oG5E"G  
    参数构成： O#e'.n!rI  
     k>8,/ AZd  
    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%； DhL]\ 4  
    HktvUJ(Ii  
      
    3',|HA /x  
    局部参数优化： jJN.(  
    H ',Nt  
    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。 G@O~*k1v  
    St6U  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； `~bnshUk  
    =vv4;az X  
    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。 Kug_0+gI  
    o0nKgq'w|x  
    ib4shaN`  
    /idQfff  
    参数定义： [_&\wHX  
    Q)7iu  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ng-g\&-  
    <4gT8 kQ$x  
    缝宽10—190nm权重1e20 V0,%g+.^  
    wX_s./#JJ  
    优化函数定义： [,Io!O  
    u'o."J^&'  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） =+T$1  
    wgK:^D P  
    ——偏振对比度大于50（全波段） C>d_a;pX  
    5AWIk,[  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 :<    
    M>pcG.6V  
    V Q6&7@ c  
    选择下山简法进行局部优化。 3aL8 gE  
    Fu*~{n  
    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。 Ix;9D'^}  
    DA5kox&cU  
       jXBAo  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 #|\NG  
    H5f>Q0jq  
    优化过的参数为： kvzGI>H:  
    %"2 ;i@  
    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% i)Hjmf3  
    m"{D}(TA  
    结论： JsfX&dX0  
    pq 4/>WzE  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 YxEc(a"  
    CzF#feTA  
    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。 Oy :;v7  
    6!|-,t><  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 de?Bn+mvi.  
    QQ：2284816954 备注：光学     tpJe1J<  
     
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