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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 1.M<u)1GU  
     v-N4&9)%9  
    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。 -<g[P_#  
     JNY?] |=  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 *v%gNq  
     <o9AjASv\,  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 gyq6LRb  
    ~r?tFE* +  
    相关案例：100.01,101.01 bfpeK>T  
     Oe x   
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 g4=C]\1  
     (V&8 WN  
    建模任务： H#7=s{u  
     '$Z@oCY#  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 { TI,|'>5[  
     *+zFsu4l  
    )sW!s3>S>  
    优化目标： 2z*}fkJ  
    m_Pk$Vwx  
    —TE模偏振光的透过率最大化 epKr6 xq  
     Y# I8gzv  
    —TM模偏振光的透过率最小化 f,i2U|1pbj  
     z6}p4  
    优化函数： gaQ E'qp>  
     I{[}1W3]W  
    —最小化TE的透过率 >?OUs>}3y2  
     +L"F]_?  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） b+q'xnA=>  
    :!l.ze{F  
     V dvj*I  
       ,"5HJA4  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 +,,dsL  
    :-#7j} R&  
     jygUf|  
    2q]ZI  
    优化的自由变量为： [T4{K &  
    rz,,ku4qt  
    —缝宽：10—190mm dl[%C6  
     4[#)p}V  
    —光栅深度：20—200nm {ZSAPq4)L  
     tV_3!7m0$  
    优化算法： |=v,^uo  
     ?]bx]Y;  
    —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。 &>+5 8  
    —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。 <m^a ?q^  
     I L7kpH+y  
    光路流程图和偏振分析器： ={v(me0ZPb  
     }5n\us  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 n^$Q^[:Z  
     </ "Wh4>C  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 AcEz$wy  
    shL_{}  
    Parameter Run 的全局搜索： mE1Vr  
      AV|:v3  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 !SE  
     5 (!FQ  
    Parameter Run 设置 ZvQZD=,F  
     }f_@@#KB?  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； -xLK/QAL  
     x^_c4,i)  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； uPbdzUk$  
     '5*&  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 O"|d~VQ  
     901 5PEO  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 R\X;`ptT  
     : O@(Sv  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 8+7*> FD)1  
    优化函数依据迭代次数进行显示： g$mMH  
    Ac{TqiIv  
    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。 g18zo~LZ  
     6AdUlPM  
    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。 )Ghw!m  
     ,SIGfd  
    参数构成： /=l!F'  
     "[k>pzl6  
    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%； op2Zf?Bx{+  
    kG9aH Ww  
      
    T`j {2  
    局部参数优化： /&G|.Cx  
    LttA8hf5q?  
    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。 6C<GYzzo  
    w;(=w N\  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； =Ez@kTvOs  
    >dgq2ok!u  
    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。 ~iiDy;"  
    GutiqVP:B  
    G\5Bdo1g  
    w(Tr ,BFF  
    参数定义： eHKb`K7C.  
    /E{tNd^S  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 )mI>2<Z!  
    IY[qWs  
    缝宽10—190nm权重1e20 v8'XchJ  
    hyJ&~i0P{J  
    优化函数定义： (RrC<5"  
    K0o${%'@7  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） m+7%]$  
    )+Z.J]$O-  
    ——偏振对比度大于50（全波段） @c"s6h&  
    {*g{9`   
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 ]oz>/\!  
    DnhbMxh8o  
    x[)]u8^A  
    选择下山简法进行局部优化。 ?li/mc.XG  
    FqGMHM\J  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ~#VDJ[Z  
    7@e}rh?N-|  
       kef% 5B  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 z<^LY]  
    1 |) CQ  
    优化过的参数为： b KIL@AI  
    s S3RK  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% = \oW {?  
    ?dv-`)S&  
    结论： c68y\  
    (d,O Lng  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Q3$DX, 8?  
    J{kS4v*J  
    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。 PA*k |  
    t;PG  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 2u5\tp?8  
    QQ：2284816954 备注：光学     {(asy}a9K  
     
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