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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 vbH?[ Zr?  
     ,>H(l$n  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 FsZW,  
     ya[][!.G  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 &L&6 y()G  
     oD_n+95B  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 2=P.$Kx  
    tOn 6  
    相关案例：100.01,101.01 PL;PId<9w  
     wR)U&da`@  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 6Fp}U  
     QWqEe|}6  
    建模任务： 99GzhX_  
     T(Q(7  
    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。 mmE!!J`B  
     Mf 7 Z5  
    T8nOb9Nrj  
    优化目标： nnP] x [  
    a?_!  
    —TE模偏振光的透过率最大化 _gAU`aO^  
     rCOH*m&  
    —TM模偏振光的透过率最小化 AoL2Wrk]\B  
     PtfxF]%H  
    优化函数： t0^chlJP$  
     j c%  
    —最小化TE的透过率 u"WqI[IV  
     PVK. %y9  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） F]_w~1 n5  
    qfRsp rRI"  
     h'Gs$o7#P  
       |f9fq~'1e  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 hFLD2 <   
    hUL5V1-j  
     E=G"_ ^hCE  
    Bo)N<S_=^  
    优化的自由变量为： y `)oD0)Fj  
    y(^hlX6gQ  
    —缝宽：10—190mm FLWQY,  
     U|[+M@F_L  
    —光栅深度：20—200nm mpsi{%gA  
     ?^y!}(  
    优化算法： V:<NQd  
     }"QV{W  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 rMV<}C ^  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 >gj%q$@  
     K<BS%~,I  
    光路流程图和偏振分析器： o@o0V  
     WUEjWJA-MB  
    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}uVuK;<  
     U};~ff+  
    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。 2q4dCbJ!  
    71g\fGG\  
    Parameter Run 的全局搜索： 8y9`xRy  
     ;%#.d$cU  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ,PmQ}1kGW  
     MQ~OG9.  
    Parameter Run 设置 HB/q v IzB  
     Qp]-:b  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 0$saDmED  
     Ym]Dlz,o  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； y2_^lW%  
     S2^Ckg  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 cH== OM7&-  
     Q!%C:b  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 7W7!X\0Y  
     Y6&B%t<bo  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 e9F\U   
    优化函数依据迭代次数进行显示： >Rnj6A|Q  
    tf:4}6P1  
    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。 RV%aFI )  
     Xa=M{x  
    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。 r.JY88"  
     r[u@ [  
    参数构成： JGLjx"Y  
     H#Aar  
    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%； bD: yu  
    vX9B^W||x  
      
    ZysZS%  
    局部参数优化： s#nd:$p3  
    *E"OQsIl  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 RhL!Z z  
    N9|v%-_?)  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； P%CNu  
    Vk3xWD~  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 @2Spfj_e  
    G`Ix-dADJm  
    );m7;}gE  
    KRL9dD,&  
    参数定义： /q3]AVV  
    qi ;X_\v  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 96 oztUK  
    *irYSTA$  
    缝宽10—190nm权重1e20 Dej2-Y  
    qaj~q(j~ C  
    优化函数定义： G"xa"hGF  
    L_k'r\L  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） <<ze84 E  
    0\Q/$#3  
    ——偏振对比度大于50（全波段） b }^ylm  
    qMHI-h_A  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 IM^K]$q$47  
    DGQGV[9%4C  
    ]V`L\  
    选择下山简法进行局部优化。 LKEf#mp  
    fD1a)Az  
    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。 M^e;WY@ D  
    l9zkx'xt.-  
       Ki8]+W37  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 9"#,X36  
    Kgb 3>r  
    优化过的参数为： [1 ?  
    X}Oo5SNgff  
    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% sfN6ro  
    b!pG&7P  
    结论： | M|5Nc>W  
    H J8rb  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ~zcHpxO^W  
    {hE\ECT-  
    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。 zx(=ArCRr  
    =Eh~ wm  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 tlz+!>  
    QQ：2284816954 备注：光学     t3w:!' Ato  
     
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