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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 8:)itYE  
     sj\kp ni  
    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。 p}O[A`  
     W<s5rMx  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 9a lMC  
     R`!'c(V  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 !Xf7RT  
    ]9/{  
    相关案例：100.01,101.01 \rY<DxtOq  
     sDzlNMr?P+  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 |}^ BF%8V:  
     ;Alw`'  
    建模任务： 4J6,_8`U  
     %q)*8  
    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。 Z/w "zCd  
     |>L|7>J{<d  
    G tSvb6UNn  
    优化目标： hj|P*yKV  
    Ec;{N  
    —TE模偏振光的透过率最大化 +1Ua`3dWN_  
     ?wQaM3 |^:  
    —TM模偏振光的透过率最小化 WyD L ah^/  
     UpIt"+d2&  
    优化函数： 6Om)e=gU/  
     8KhE`C9z  
    —最小化TE的透过率 wc.T;(  
     :Mq-4U.e  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ppu WcGo  
    A,'JmF$d  
     qe"t0w|U?  
       fKN&0N |^R  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 `(@}O?w!1  
    ?*h 2:a$  
     R#0Z  
    Az"(I>VfD  
    优化的自由变量为： ,Kw]V %xOb  
    a2tRmil  
    —缝宽：10—190mm EA+}Rf6}  
     )r^)e 4UI  
    —光栅深度：20—200nm e;ej/)no`  
     w;Jby  
    优化算法： ~xSAR;8  
     \uT y\KA  
    —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。 ?rG>SA>o  
    —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。 Ug1n4X3FKn  
     _K5R?"H0  
    光路流程图和偏振分析器： rbw5.NU  
     gZLzE*NZ  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 9;*-y$@  
     sa26u`?  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 ]gHi5]\NC  
    sWc_,[b  
    Parameter Run 的全局搜索： C%l+<wpXO  
     bb ]r  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Sb;=YW 1<  
     wxx3']:  
    Parameter Run 设置 VX<jg#(  
     ,fa'  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； [G/ti&Od^  
     >.)m|,  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； c'8pTP%[  
     IW<nfg  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 X>W2aDuEZ  
     ?Dr K2;q  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 RMfKM! vE  
     ?mCino  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 wcI? .  
    优化函数依据迭代次数进行显示： O ^+H:Y|  
    1"4Pan  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 +%%Ef]  
     c\\'x\J7  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 #!i&  
     bkvm-$/  
    参数构成： +"i|)yUYy}  
     % >\v6ea  
    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%； c :{#H9  
    UbnX%2TW  
      
    \69h>h  
    局部参数优化： >-0\wP  
    $xK2M  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 aGR!T{`   
    KT>eE  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； %]m/fo4b  
    XJ3p<  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 abW[hp  
    m/T3Um  
    `v|w&ty*  
    N-9Vx#i  
    参数定义： 3;hztCZj  
    nN]GO}  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 7^2  
    Q/[g|"  
    缝宽10—190nm权重1e20 '=Z]mi/aw  
    k"z ~>  
    优化函数定义： |g@n'^]  
    uSl&d  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ? +q(,P@*  
    y$Rr,]L  
    ——偏振对比度大于50（全波段） X^td`}F/=V  
    C;UqLMrOI  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 P"%QFt,  
    E0s|eA&  
    #aeKK7[  
    选择下山简法进行局部优化。 Vx<`6uv  
    =Lc!L !(,b  
    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。 cOq'MDr  
    L2,.af6+  
       )43\qIu\  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 v/m} {&K  
    WCdl 25L#  
    优化过的参数为： aWCZ1F  
    n?[JPG2X  
    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% ev'` K=n8  
    R[ #vFQ  
    结论： "K9/^S_  
    :Rftn6!  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 7'~O ai~r  
    @CTSvTt$  
    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。 Km)VOX[ZZ  
    .DX-biX,  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 I,lX;~xb  
    QQ：2284816954 备注：光学     44x+2@&1  
     
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