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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 +e, c'.  
     O7CW#F  
    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。 _X|prIOb=  
     J5(^VKj  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 .DI?-=p|_#  
     ?N(<w?Gat  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 L~%7=]m  
    d'"|Qg_'  
    相关案例：100.01,101.01 d_Jj&:"l  
     D4\[D8pD  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 B Dp")[l  
     inFS99DKx  
    建模任务： mPhu#oK'f  
     j9rxu$N+  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 *4e?y  
     L6ap |u  
    ah%Ws#&  
    优化目标： 4l7 Ny\J  
    '#XT[\  
    —TE模偏振光的透过率最大化 q^:VF()d_z  
     1_b*j-j  
    —TM模偏振光的透过率最小化 19U&4Jk  
     ?5jLN&A3 G  
    优化函数： p="0Y<2l  
     R+U$;r8l  
    —最小化TE的透过率 g60k R7;\  
     4i PVpro  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） E#\Oe_eq~N  
    b8_F2  
     yVgC1-8i*  
       T-#4hY`  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 v3aPHf  
    =7JSJ98  
     q-+:1E  
    F}7sb#G  
    优化的自由变量为： NYr)=&)Ke.  
    KzP{bK5/  
    —缝宽：10—190mm i!RfUod  
     7FJ4;HLQ  
    —光栅深度：20—200nm + c+i u6+"  
     ``P9fd  
    优化算法： 33EF/k3vW  
     x\U[5d   
    —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。 - om9 Z0e  
    —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。 "a= Hr4C*r  
     e MHz/;I  
    光路流程图和偏振分析器： E*u*LMm  
     v7SYWO#  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 p0WUF\"  
     &92/qRh7  
    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。 [{Jo(X  
    & W od  
    Parameter Run 的全局搜索： ^?Mp(o  
     rVqQo` K\  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 6^WNwe\  
     yKoZj   
    Parameter Run 设置 (jA5`4>u  
     GdcXU:J /  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； q~b# ml2QS  
     &hO-6(^I  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； `hZh}K^  
      =aZ d>{Y  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 =T,Q7Dh  
     AU3Rz&~  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 5XUm}D$  
     !9WGZfK+0Y  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 OemY'M? ZQ  
    优化函数依据迭代次数进行显示： p X{wEc6}  
    CYLab5A  
    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{+[OXs  
     jel:oy|_  
    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。 -dixiJ=  
     XQ]vJQYIR  
    参数构成： +7}^Y}(  
     $j.;$~F  
    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%； hNM8H  
    n82tZpn  
      
    vt{[_L(h  
    局部参数优化： 12z!{k7N  
    8&G9 ?n`I5  
    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。 v?OVhV  
    pE&G]ZC  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； \Q|-Npw  
    3e&+[j  
    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。 `P;r[j"  
    RJ'[m~yl5X  
    "-$}GUK?Z  
    OUi;f_*[r  
    参数定义： l.o/H|  
    Q3 8+`EhLA  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 P|<V0 Vs.  
    C '( Y  
    缝宽10—190nm权重1e20 9?H$0xZV  
    a#=d{/ ab  
    优化函数定义： C P}fxDW  
    `FPQOa*%3  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） =U3S"W %  
    ZLT?G  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ~i"=:D  
    K9#kdo1 2  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 <=">2WP{  
    ks0Q+YW  
    R^.PKT2E  
    选择下山简法进行局部优化。 l&ueD& *4&  
    9jTBLp-i#N  
    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。 -lhIL}mGf  
    CW+kKN  
       9 8|sWI3 B  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 X[o+Y@bc  
    <R]m(  
    优化过的参数为： w 0_P9g:  
    [7I bT:ph  
    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% 8OZj24*'DS  
    $Q/@5f'T`9  
    结论： e P@#I^_  
    v0\l~_|H  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 2T&MVl!%  
    Wk0E7Pr  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 qLmzA@Cv  
    r'OqG^6JFN  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 mH$tG $  
    QQ：2284816954 备注：光学     }=/zG!+  
     
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