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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 [euR<i*I#  
     @q># ]8  
    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。 %[~g84@  
     @}wa Z?'  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ,CPAS}kS  
     ,JbP~2M~%  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ob9od5Rf  
    .q:6F*,1M  
    相关案例：100.01,101.01  @e\ @EW  
     ^ r(]S%  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 v$JW7CKA  
     _*{Lha  
    建模任务： H"Hl~~U  
     &w`Ho)P  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 O8v9tGZoh  
     <"3${'$k`  
    XhWo~zh"  
    优化目标： 1=9GV+`n  
    CK|AXz+EN  
    —TE模偏振光的透过率最大化 cH:&S=>h  
     -`z%<)!Y  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ]mNsG0r6  
     #4"eQ*.*"  
    优化函数： x;} 25A|  
     R^$EnrY(<  
    —最小化TE的透过率 *V+,X  
     ea`6J  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） <}c7E3Uc  
    :f_oN3F p  
     * uccY_  
       c(b`eUOO  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 9jx>&MnWs  
    7i02M~*uS  
     L*4= b (3  
    y@2"[fo3~  
    优化的自由变量为： U,fPG/9  
    +7 j/.R  
    —缝宽：10—190mm {-]K!tWda  
     w~pe?j_F$  
    —光栅深度：20—200nm e}7!A  
     \`2EfYJ{  
    优化算法： iYw1{U  
     0(Z:QqpU$  
    —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}_x   
    —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。 I3sfOU  
     MU `!s b*  
    光路流程图和偏振分析器： "A~D(1K  
     z^4+U n  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 t.O~RE  
     _F4=+dT|  
    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。 yzL9Ic  
     z.2UZ%:  
    Parameter Run 的全局搜索： .A6pPRy e  
     U;u4ey  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 d>#X+;-k  
     u%1JdEWZd  
    Parameter Run 设置 OS>%pgv  
     o"P)(;  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Ro<5c_k  
     maQxU(  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； [ws;|n h  
     gA1j'!\6l9  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 0lOan  
     )u]=^  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 $DnJ/hg;qD  
     gOE ?  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 /%t`0pi  
    优化函数依据迭代次数进行显示： L/GV Qjb  
    *qm>py`O  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 R]>0A3P  
     tF<&R& =  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 dPV<:uO  
     0Am\02R.C,  
    参数构成： 43,*.1;sz  
     J5Q.v;  
    缝宽50nm，规划深度200nm；最小TE透过率72.7%；最小偏振对比度62；TE透过率均匀误差7%； qM 3(OvCt  
    |A0U 3$S=  
      
    6~?yn-Z  
    局部参数优化： 9>&p:+D  
    9 *v14c%  
    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。 YETGq-  
    I-kK^_0mV<  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； |GPY bxzc  
    ~Xr[d07bC  
    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。 c2s73i z  
    LCHw.  
    NNJQDkO-I  
    cmd7-2  
    参数定义： 8LuU2Lo  
    ds{)p<LpT  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 :r:x|[3.  
    m5P@F@  
    缝宽10—190nm权重1e20 w-@6qMJ  
     91fZ r  
    优化函数定义： R.GDCGAL  
    E=,fdyj.  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） *N6sxFs  
    (Bpn9}F-V.  
    ——偏振对比度大于50（全波段） DwTVoCC  
    Gsm.a  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 -y$<fu9 e  
    4T){z^"  
    +lf`Dd3  
    选择下山简法进行局部优化。 {9Q**U`w  
    iUqD>OV  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 =#{q#COK$  
    rTST_$"_6  
       jF#Dc[*  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 q+?q[:nR-  
    YCdtf7P=q  
    优化过的参数为： Tg=P*HY6  
    \t=#MzjR  
    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% PHH,vO[eO  
    6"r _Y7%  
    结论： S]&aDg1y}  
    25W #mh,'  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 T w1&<S  
    PT4iy<  
    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。 Jr(Z Ym'  
    ? Z2`f6;W4  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 xxC2 h3  
    QQ：2284816954 备注：光学     a`U/|[JM  
     
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