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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 `x _(EZ  
     \)uA:v  
    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。 l([aKm#  
     Jb*QlsGd  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 6ZHeAb]"  
     "A Bt  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 |^5"-3Q  
    4bL *7bA  
    相关案例：100.01,101.01 Rjq\$aY}%  
     @hA`f4^  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 7/hn%obC  
     kI(3Pf ].  
    建模任务： CQ6I4k  
     ELnUpmv\  
    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。 1HNP@9ga  
     ["&{^  
    ?'f  
    优化目标： s/hWhaS<  
    9b=0 4aWHm  
    —TE模偏振光的透过率最大化 MQw}R7  
     D['J4B  
    —TM模偏振光的透过率最小化 HEFgEYlO  
     [8Y7Q5Had  
    优化函数： |LC"1 k  
     y{3+Un  
    —最小化TE的透过率 :atd_6   
     1-^D2B[-  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） K!9K^h  
    (Ox&B+\v+v  
     Pi5MFw'v  
       j$_?g!I=gK  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 .F@Lx45  
    X(x,6cC  
     ]s5e[iS  
    @a]cI  
    优化的自由变量为： %E@o8  
    XYP RMa?  
    —缝宽：10—190mm n6Uh%rO7S|  
     3,v/zcV  
    —光栅深度：20—200nm H?;+C/-K`_  
     L`<#vi  
    优化算法： k?Hi_;o  
     7Dssr [  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 ;0kAm Vy  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 T'7>4MT(  
     +~G:z|k  
    光路流程图和偏振分析器： \;'#8  
     #y#TEw,  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 =/a`X[9vI  
     ^kcuRJ0*$  
    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。 VFZyWX@#u  
    FLQke"6i0:  
    Parameter Run 的全局搜索： v `/nX->  
     X:`=\D  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 vgtAJp+p*  
     i03S9J  
    Parameter Run 设置 um$U3'0e  
     dkEbP*y Xg  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； <`Fl Igo  
     r0k :RJP  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ~DxuLk6 s  
     l[5** ?#  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 " w V  
     c%,ky$'18  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 NMw5ixl  
     sV5k@1Y  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 KQ9w>!N[  
    优化函数依据迭代次数进行显示： dbEXl m  
    UK^w;w2F  
    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。 _Fj\0S"  
     x v$fw>  
    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。 vxPr)"Vvz  
     rr`_\ut  
    参数构成： }vB{6E+h/w  
     o-_,l J7o^  
    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%； aDz% %%:r  
      
    <w~$S0_  
    局部参数优化： })@xWU6!  
    rLD1Cpeb,w  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 D6e?J.  
    [8tpU&J  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； RjP]8tH&  
    7?k3jDK  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 U<XfO'XJ  
    EqD@o  
    ~IO'"h'w  
    gJwX  
    参数定义： |,n(9Ix  
    f9_Pn'"I  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Bf^K?:r"V  
    s]=XAm"4  
    缝宽10—190nm权重1e20 j4@6`[n:  
    G~&q  
    优化函数定义： V0,5c`H c  
    yP-$@Ry  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） m#Z9wf] F  
    JT6Be8   
    ——偏振对比度大于50（全波段） &?@U_emLi  
    %y>*9$<pXe  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 KTo}xLT  
    DD7D&@As  
    mDwuJf8}  
    选择下山简法进行局部优化。 ]x& R=)P  
    s;Zi   
    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。 2" v{  
    {Ho_U&<  
       tQxAZ0B^  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 g(jn /Cx  
    ]B&jMj~y&  
    优化过的参数为： k+@ :+ RL  
    I )% bOK]  
    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% g rQ,J  
    4yMi9Ri4H  
    结论： M!VW/vdywL  
    Wa?\W&  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ) cOBP}j+  
    VD,g3B p  
    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。 '|tmmoY6a:  
    >W:kTS<  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 - t 4F  
    KxJDAP  
    54]UfmT%I  
    QQ：2987619807     _!vuDv%  
     
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