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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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    光币
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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 '0\v[f{K3G  
     X<j(AAHE  
    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。 XEB1%. p  
     nKO4o8js{{  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 1dl@2CVS  
     `F^~*FnR,B  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 :O~*}7G  
    %:DH _0  
    相关案例：100.01,101.01 %+{[%?xh  
     L2L=~/LG  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 OX  r%b  
     d hp-XIA;  
    建模任务： p1blPBlp  
     /3!c ;(  
    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。 V*C%r:5 ,v  
     @rV|7%u  
    #ox &=MY  
    优化目标： n;F/}:c_a  
    EV$$wrohQ`  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ^qro0]"LD  
     2# 1G)XI  
    —TM模偏振光的透过率最小化 MKr)6PG,  
     &Se!AcvKF  
    优化函数： GgNqci,  
     G|h@O'  
    —最小化TE的透过率 c=52*&  
     7@6B\':  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） hbOyrjan x  
    lQ]8PR t8  
     @uJ^k >B  
       fGz++;b<S  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 NY,ZTl_  
    3R=R k  
     ?}tWI7KI  
    ~:ldGfb|  
    优化的自由变量为： V(^aG=TaW:  
    "~|;XoMU  
    —缝宽：10—190mm EW:tb-%`  
     Y!K5?kk  
    —光栅深度：20—200nm FB\lUO)U\c  
     K4[X P]\jr  
    优化算法： %^?yI  
     6HK dBW$/  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。  el"XD"*  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 [l7 G9T}/[  
     &{5v[:$  
    光路流程图和偏振分析器： 8do7`mN  
     RaBq@r*(  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 g:yUZ;U  
     3%NbT  
    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。 M`=bJO:  
    O9_S"\8]@  
    Parameter Run 的全局搜索： 3SMb#ce*o  
     0)^$9 Z  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 {$ (X,E  
     %_>+K;<  
    Parameter Run 设置 Z{".(?+}1  
     e+? -#  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； pT ;{05  
     l[cBDNlrC;  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； u[>hs \3k  
     c@ea ;Cv  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 +,H6)'#Z  
     P\3$Y-id  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 c'LDHh7b  
     D |lm,  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 (oiF05n h  
    优化函数依据迭代次数进行显示： F\H^=P  
    ER)<Twj  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 l|Z<pD  
     j0]|$p  
    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。 &M5_G$5n  
     VZRM=;V  
    参数构成： i]L4kh5  
     H)Kt!v8  
    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%； UyWKE<  
    >@T(^=Q  
      
    ^UJ#YRzi  
    局部参数优化： JOA_2qa>\  
    fK'qc L  
    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。 3H'+7[~qH  
    ndY1j5  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； , id`=L=  
    bktw?{h  
    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。 ,M)NC%0X  
    `Qc_]CWYH  
    k\~A\UIYo  
    &M6cCT]&M  
    参数定义： )iiwxpdw  
    ?Ww\D8yV&  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 sXmZ0Dv  
    u{/!BCKE  
    缝宽10—190nm权重1e20 S[_Hc$7U  
    JuD$CHg;#  
    优化函数定义： ^&|$&7  
    8r 4 L4  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） s)e'}y  
    @rh1W$  
    ——偏振对比度大于50（全波段） unUCn5hJ=  
    A)X 'We  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 g3i !>  
    jgb>:]:  
    DJF-J#  
    选择下山简法进行局部优化。 aK ly1G  
    d_5wMK6O6  
    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。 sT^^#$ub  
    j(8I+||  
       b,7@)sZ*  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 SAa hkX  
    wkp|V{k  
    优化过的参数为： KLc<c1BZ  
    LAoX'^6  
    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% - /s2'  
    4eOQP  
    结论：  mB:I8g7  
    m;v/(d>  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 4I[g{S nF  
    !u} }V  
    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。 ^ H,oI*  
    05<MsxB"w  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 qX(sx2TK  
    QQ：2284816954 备注：光学     KL4Z||n  
     
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