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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 '`\\O:@C`  
    M<~z=B#  
    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。 Z!~~6Sq  
    WJ=eV8Uk  
    关键词:参数优化,光栅,起偏器,亚波长 {Z1j>h$  
    m}Kn!21  
    所需工具箱:高级光栅工具箱 Y%|f<C)lx2  
    #r#UO  
    相关案例:100.01,101.01 a0CmCv2#  
    5Ee%!Pk  
    相关教程和技术说明:Tutorial 101.01, TN.021 C{-e(G`Yd  
     9'\18_w  
    建模任务: 4mQ:i7~  
    g"hm"m}i  
    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。 <i%.bfQ/-  
    .1[K\t)2  
    qx5.LiF  
    优化目标: b,]h X  
    "S_t%m&R  
    —TE模偏振光的透过率最大化 tO)mKN+ (  
    +/-#yfn!TR  
    —TM模偏振光的透过率最小化 O9dIobu4  
    V[5-A $ft  
    优化函数 j0Kj>  
    I|n<B"Q6^  
    —最小化TE的透过率 GFYAg  
    75jq+O_:  
    —最小化偏振度(要求>50:1) /al(=zf  
    SLD%8:Zn  
    i~MCY.F  
       SQ1.jcWW[  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 tl (2=\  
    SZzS$6 t  
    C*,-lk0b@  
     .]k+hc`  
    优化的自由变量为: B ;9^  
    '0p 5|[ZD  
    —缝宽:10—190mm YRfs8I^rg  
    0 j:8 Ve  
    —光栅深度:20—200nm ic%<39  
    6p1\#6#@  
    优化算法: z+@aQ@75  
    G{pfyfF  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的,但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 )~rf x  
    —参数优化使用下山简法(局部优化)和模拟退火法(全局优化)。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 UwvGw5)q  
    `M6!V  
    光路流程图和偏振分析器: <IC=x(T  
    \j+O |#`|)  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 lQ<2Vw#Yl  
    {Uz@`QO3  
    对于给定的波长范围,偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 ^&03D5@LoY  
    N/p9Ws  
    Parameter Run 的全局搜索: Vl%AN;o  
    m$ )yd~  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 eB%KXPhMm  
    {Kx eH7S  
    Parameter Run 设置 c*-8h{}  
    ,^pM]+NF|  
    缝宽:10—19nm 步长10nm; '_lyoVP  
    {0nZ;1,m  
    规划深度:20——200nm 步长10nm; XI} C|]#  
    jr bEJ.  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 n#uH^@#0  
    n (7m  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 J;W(}"cFq  
    I L 'i7p  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Uq5 wN05  
    优化函数依据迭代次数进行显示: r Lg(J|^  
    K_{f6c<  
    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,bILv)  
    o@>{kzCx  
    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。 ;5:g%Dt  
    0#pjfc `:  
    参数构成: }zY)H9J~  
    |5 _bFB+&  
    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%; bY|%ois4  
    WPygmti}Be  
      
    A{iI,IFe  
    局部参数优化: veFl0ILd  
    VUC  
    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。 vA2@Db}  
    :y==O4  
    起始值为:缝宽:50nm,规划深度200nm; Z4A a  
    #4%4iR5%  
    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。 ]W7(}~m  
    3UU]w`At  
    '(mJ*Eb  
    8Y*SZTzV  
    参数定义: a% |[m,FvP  
    [HI&>dm=$  
    规划深度为20-200nm,权重1e20 .=~beTS'Vo  
    9_h 3<3e  
    缝宽10—190nm权重1e20 U_v{Vs  
    Sj]k5(&  
    优化函数定义: A ${b]  
    >^LVj[.1  
    ——TE效率最小值被最大化(全波段) u*B.<GmN  
    8ar2N)59  
    ——偏振对比度大于50(全波段) et(/`  
    8>S"aHt 7  
    ——均匀误差最小化,但对于通用优化函数只具有较低影响。 nr*~R-,\  
    9r-]@6;  
    j}uFp|df<  
    选择下山简法进行局部优化。 E/|]xKG  
    ePdM9%  
    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。 ZKzXSI4  
    iwWy]V m7  
       jY EB`&  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 EF=.L{  
    zvf:*Na")  
    优化过的参数为: oEbgyT gB  
    .yE!,^j.gB  
    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% j2# nCU54Z  
    [/hS5TG|7  
    结论: u +q}9  
    ;v'7l>w3\w  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 &o{I9MD  
    Yr@_X  
    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。 =A={ Dpv[>  
    N]R<EBq  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 EbSH)aR  
    QQ:2284816954 备注:光学
    drP2% u  
     
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