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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 ^gNbcWc7CU  
     ]1|7V|N6  
    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。 ac966<#  
     gQ%mVJB{(  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Ir*{IVvej  
     gw%L M7yQR  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 a1[J>  
     twK3  
    相关案例：100.01,101.01 UlKg2p  
     "A5z!6T{  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 jqTK7b  
     ! L3|5:j  
    建模任务： ,9ew75Jl  
     kho0@o+'^  
    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。 oz[G'[\}F  
     e eyZ $n  
    HqV4!o9'  
    优化目标： S&k/Pc  
    0AoWw-H6V  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ljz=u;O)  
     f.E{s*z>  
    —TM模偏振光的透过率最小化 !1]jk(Z  
     *A")A.R  
    优化函数： zzh7 "M3Qn  
     nr( C*E  
    —最小化TE的透过率 }g|9P SbJ  
     9(_n8br1  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ycvgF6Me<  
    :!fY;c?  
     G Uh<AG*+  
        p1&=D%/  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 eu$"GbqY  
    6@FxPi9|#  
     fZJM'+J@A  
    $"}*#<Z  
    优化的自由变量为： D4$"02"  
    AUfcf *  
    —缝宽：10—190mm 4X}TG  
     62G %.'7  
    —光栅深度：20—200nm h=n\c6Q  
     (OavgJ+Y  
    优化算法： yZNg[KH  
     L}_VT J  
    —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。 q6%m .X7  
    —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。 }>3jHWxLc  
     :3J`+V}9;  
    光路流程图和偏振分析器： ~(`MP<  
     E>2AG3)  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 8|+@A1)&4  
     1 .o0"  
    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。 rTJ;s  
    /;u=#qu(E-  
    Parameter Run 的全局搜索： [ p(0g;bx  
     W*n|T{n  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 vAOThj)  
     3#\C!T0y  
    Parameter Run 设置 Z]5xy_La  
     &0d5".|s  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； &b-&0 rTqz  
     tZ*>S]qD  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； bz [?M}  
     U> <$p{ )  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 a'*~E ?b  
     %/_E8GE  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Tl?jq]  
     ldRq:M5z  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 V~Jt  
    优化函数依据迭代次数进行显示： i.FdZN{  
    p`!<yq2_  
    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。 @f,/K1k  
     ?]+! gz1  
    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。 5F]2.<i  
     ]9w TAb  
    参数构成： f>Tn#OW  
     1.Neg|  
    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%； |ss4pN0X  
      
    /NuO>kQa  
    局部参数优化： wX <ov0?[  
    ?-<>he  
    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。 C0ORB p  
    zP|^@Homk  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； /U6ry'  
    I y5)SZ'  
    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。 _~ 2o  
    'HL.W](  
    `84,R!  
    ITz+O=I4R]  
    参数定义： sy6[%8D$  
    \#C]|\  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 1>umf~%Wa  
    L;6{0b58 $  
    缝宽10—190nm权重1e20 X2YBZA  
    m;U_oxb  
    优化函数定义： ZJ/K MW  
    `<hMrhfh  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） hdH3Jb_hl(  
    pTH5-l_f ]  
    ——偏振对比度大于50（全波段） FvD/z ;N  
    CWb*bw0  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 xE*. ,:,&  
    XXXQAY-,C  
    Sj v iH  
    选择下山简法进行局部优化。 o76{;Bl\O  
    =i},$"Bf*%  
    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。 Lx| 0G $  
    vLGnLpt  
       *De'4r 2  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ` :Oje  
    HzsQ`M4cA  
    优化过的参数为： zT>BC}~.b  
    WM ]eb, 8q  
    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% &#!1 Y[e^  
    YU\k D  
    结论： Sf2xI'  
    z00,Vr^m  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 =}Yz[-I  
    HK VtO%&  
    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。 }q,dJE  
    f*Os~@K  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 eAjsMED  
    ! %N@>[  
     hV fANbs  
    QQ：2987619807     mri g5{  
     
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