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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 =av0a !  
     WNZYs  
    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。 hs5>Gx  
     A*vuSQt(  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 RO|8NC<oj  
     MN8>I=p  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 rd<43  
    c1r+?q$f  
    相关案例：100.01,101.01 _n/73Oh  
     ^^zj4 }On?  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 b;{"@b,Y  
     :<mJRsDf  
    建模任务： xticC>  
     LR{bNV[i  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 4lWqQVx  
     :p,|6~b$  
    V0rQtxE{F  
    优化目标： I 44]W&  
    j RcE241  
    —TE模偏振光的透过率最大化 W~2,J4=  
     gL-kI *Ra  
    —TM模偏振光的透过率最小化 gS'7:UH,  
     C #iZAR  
    优化函数： qH5nw}]  
     -KV,l  
    —最小化TE的透过率 y631;dU  
     iCA-X\E  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ;Ce?f=4  
    t0jE\6r  
     LT Pr8^  
       k*n~&y:O  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 FwlD P  
    qJ(uak  
     5'eBeNxM  
    H8I)D& cw  
    优化的自由变量为： rAAx]nQ@  
    jL8A_'3B  
    —缝宽：10—190mm uS,?oS  
     ||Owdw|{  
    —光栅深度：20—200nm AWi>(wk<  
     !L8q]]'XM  
    优化算法： fkp(M  
     ['Lo8 [  
    —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。 #h^nvRmON  
    —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。 gm2|`^Xq$  
     =.;ib6M  
    光路流程图和偏振分析器： D4@?>ek6U  
     1HKA`]D"p  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 :e=7=|@7  
     F<4 :P=  
    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。 MKvmzLh$)  
    {q`8+$Z;  
    Parameter Run 的全局搜索： X Vt;hO  
     i KQj[%O  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 }=)u_q  
     \fEG5/s}T  
    Parameter Run 设置 H390<`  
     (kB  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； AV2Jl"1)z  
     h6?^rS8U  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ~EY)c~ H  
     %;ED} X  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 " Ot%{&:2  
     G gA:;f46  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 %;h1n6=v2  
     >QvqH 2  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ;Us6:}s  
    优化函数依据迭代次数进行显示： gh*k\0  
    y\;oZ]J  
    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。 rgCC3TX  
     *5BVL_:~J  
    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。 >*gf1"  
     (^FMm1@T  
    参数构成： ?m2FN< S  
     d*Su c  
    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%； [&*irk  
      
    Z0zEX?2mb  
    局部参数优化： JUA%l  
    r9u'+$vmF  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 yW1N&$n  
    ,&4 [`d  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； @H$am  
    PSu]I?WF  
    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。 jrN 5l1np  
    :KvZP:T  
    EeQ8Uxb7  
    aC1 xt(  
    参数定义： @q<h.#9  
    faLfdUimJ  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 #S/~1{   
    j -o  
    缝宽10—190nm权重1e20 cwaR#-#  
    y@*4*46v  
    优化函数定义： um]*nXIr  
    jWxa [ >  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） [= E=H*j  
    ;WN% tI)  
    ——偏振对比度大于50（全波段） M<Z#4Gg#4  
    uv$5MwKU  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 1@~%LV  
    e[T3,2C  
    @]X!#&2>  
    选择下山简法进行局部优化。 ~!TrC <ft  
    bu pW*fD:  
    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。 !K*3bY`#  
    2ALYfZ|d  
       ZU B]qzmK  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 *B&i`tq  
    Y(rQ032s  
    优化过的参数为： kp[&SKU c  
    8sDw:wTC  
    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% fvTp9T\f3  
    :k.>H.8+~  
    结论： u8A,f}D 3  
    Rb b[N#p5  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 T[},6I|!  
    DP*V|)  
    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。 >/GYw"KK  
    0[g5[?Vy  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 gEVoY,}/-U  
    96F+I!qC  
    yP@#1KLa+  
    QQ：2987619807     }FV_jJ  
     
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