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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 J6eJIKK  
     HOq4i !  
    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。 Mm "Wk  
     E2Us#a  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长  NvUu.  
     stX'yya  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 `'kc|!%MUq  
    x)j/  
    相关案例：100.01,101.01 LE8K)i  
     kNRyOUy  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 >vHH  
     T_uNF8Bh  
    建模任务： zpbcmQB*  
     mPckf  
    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。 XIqv {w  
     $[j-C9W  
    "fRlEO[9  
    优化目标： SrdE>fNbs  
    &aY/eD  
    —TE模偏振光的透过率最大化 T}V7SD.  
     D}mo\  
    —TM模偏振光的透过率最小化 RlU;v2Kch  
     ?6 8$3;  
    优化函数： EfFj!)fz  
     ]#vWKNv:;  
    —最小化TE的透过率 4\&H?:c.  
     N =x]A C,  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 4Sg<r,G  
    ;>inT7?3|  
     #D/$6ah~m  
       -zPm{a  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 o~Bk0V=  
    Tq9,c#}&  
     9+]ZH.(YE  
    : [A?A4l  
    优化的自由变量为： NdM}xh  
    en Pzy:C  
    —缝宽：10—190mm T^KCB\\<  
     1f+*Tmc5]Q  
    —光栅深度：20—200nm "CIpo/ebL  
     `K$:r4/[  
    优化算法： %2^['8t#NH  
     JOA%Y;`<#  
    —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。 b%=1"&JI:  
    —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。 2v"wWap-+  
     {fAh@:{@  
    光路流程图和偏振分析器： z2rQ$O -#  
     ;6DR .2}?>  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 hp?ad  
     5Z^$`$/.v#  
    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。 #cw! &  
    nvU+XCx  
    Parameter Run 的全局搜索： p +u{W"I`  
     V_NjkyI  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 w k-Mu\  
     h-z%C6  
    Parameter Run 设置 ^AovkK(p  
     ;yRwoTc)Y  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； $-C6pZN(X  
     k$9Gn9L%  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； @"q~ AY  
     <ol$-1l#9  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 *D,v>(  
     C!aX45eg  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 FiV^n6-F`  
     qg_>`Bv"a  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 N&R '$w  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Ig40#pA  
    Y}V)4j  
    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。 Ktg&G<%J0  
     D6C -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。 9Q SUCN_  
     K9x*Sep  
    参数构成： rXHHD#\oF  
     ,gFL Wb`B'  
    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%； &%_y6}xIw  
    Q1N,^71  
      
    LM'*OtpDG  
    局部参数优化： pl1EJ <  
    Vp- n(Z  
    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。 S>/I?(J  
    (P]^8qc  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； : L6-{9$  
    )_x8?:lv  
    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。 A-AN6.  
    1s^$oi}  
    ^)eessZ  
    &?`d8\z  
    参数定义： 3rXL0&3w%  
    mCEKEX  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 xX/Qoq (}i  
    |-cALQ  
    缝宽10—190nm权重1e20 @=aq&gb  
    +e{djp@m  
    优化函数定义： `9G$p|6  
    {ra Esb-X  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） h!JjN$  
    CwCo"%E8}  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 5sf fDEU]A  
    hg86#jq%  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 \8C*O{w  
    o/i5e=9[y  
    ^q4:zZZ  
    选择下山简法进行局部优化。 4n.i<K8K[  
    V)@nRJg  
    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。 aaqjE  
    |)>GeE  
       R&-W_v+  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 <R]Wy}2-  
    >Y*iy  
    优化过的参数为： se*pkgWbz  
    Wpg?%+Y  
    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% sN[@mAoH  
    4*ty&s=5OJ  
    结论： N#xM_Mpt  
    A%sxMA!K,  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 K\%"RgF@&  
    ZP G8q  
    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。 ud~VQXZo  
    0,i+  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Y9(i}uTi  
    QQ：2284816954 备注：光学     fxf GJNR  
     
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