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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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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 Er:?M_ev  
     >1irSUj"~  
    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。 F X1ZG!  
     } i)$n(A)K  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 YY4-bNj[p  
     VLg EX4  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 %xyX8c{sP  
    I]J*BD#n.  
    相关案例：100.01,101.01 =j /hl  
     M\+*P,i  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Lg`Jp&Kg  
     EkKnUD  
    建模任务： H.J5i~s  
     22KI]$D#f  
    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。 )3z]f2  
     yNJAWM7  
    eE/%6g  
    优化目标： jlKGXD)Q[  
    HrqF![_  
    —TE模偏振光的透过率最大化 8h?X!2Nq  
     #DP7SO  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ^,2c-  
     dNV v4{S  
    优化函数： =!-5+I#e  
     .)8   
    —最小化TE的透过率 ]?9[l76O7  
     D)&o8D`  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） H^CilwD158  
    [7"}=9  
     FyEDt@J  
       <qiICb)~  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 /?zW<QUI  
    `h;}3r#R{  
     g^o_\ hp  
    j=.g :&r)  
    优化的自由变量为： qCJ=Z  
    yCM{M  
    —缝宽：10—190mm 2Yyb#Ow  
     o*7yax  
    —光栅深度：20—200nm gB CC  
     hBCR]=']  
    优化算法： -Q`C q |s  
     W<gD6+=8  
    —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。 u"F;OT\>g  
    —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。 x9`ZO< L$  
     h1%y:[_  
    光路流程图和偏振分析器： L^KdMMz;  
     l:tpL(%  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 AZ8UXq  
     1e$[p[  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 `QCD$=  
    |z7dRDU}]  
    Parameter Run 的全局搜索： VA]ZR+m  
     rZ866\0  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 *Pb.f  
     >1XL;)IL>  
    Parameter Run 设置 )b9I@)C  
     UIw?;:Y  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； gLCz]D.'  
     *7vue"I*Z  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Pw #2<>  
     #6FaIq92V  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 3GWrn ,f  
     ag/u8  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 7jZrU|:yu(  
     j];1"50?  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ` t\z   
    优化函数依据迭代次数进行显示： /Y^7Rl  
    #HcI4j:s!  
    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。 w})NmaT;YF  
     ]EX--d<_`  
    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。 H5^Y->  
     v=bv@c  
    参数构成： uk{J@&F  
     ;G$)MS'nB  
    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%； vcD'~)G(*  
    &.*T\3UO  
      
    e6es0D[>5  
    局部参数优化： fsb=8>}63}  
    $U mE  
    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。 1(F'~i|5  
    v7$9QVze  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； IHfSkFz`j  
    ][ N) 2_^M  
    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。 f8F1~q  
     XDvq7ZD  
    .i\wE@v  
    H!^C2  
    参数定义： ;op'V6iG  
    V?WMj $l<  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 6A@Lj*:2m  
    v @_?iC"`  
    缝宽10—190nm权重1e20 u p7 x)w:  
    z+2u-jG  
    优化函数定义： oYGUjI  
    Cg?I'1]o6  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） FrgV@4'2G  
    | )S{(#k  
    ——偏振对比度大于50（全波段） qFGB'mIrFz  
    %`N&ti  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 vzQyE0T/  
    FL~9</  
    >R) F}  
    选择下山简法进行局部优化。 EsNk<Ra  
    f>b!-|  
    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。 <y'qo8oqF  
    jFS 'I*1+  
       $R3.yX=[\  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 oO}>i0ax*  
    Y~}QJ+`?  
    优化过的参数为： QDl)92z  
    >dcqPNDg1^  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% q 8tP29  
    P|yGx)'^P  
    结论： 7n$AkzO0  
    fa/P%9db  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 e*6U |+kJ  
    1XC*|  
    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。 V&$  J;  
    8p3ZF@c~ t  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 o7hH9iY  
    QQ：2284816954 备注：光学     p}cd}@cQ6  
     
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