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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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    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 CzK%x?~]  
     (69kvA&|q  
    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。 \%Pma8&d  
     w6%l8+{R  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 gX/|aG$a!U  
     % cU-5\xF  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 A[K:/tB  
    B[C7G7<B  
    相关案例：100.01,101.01 0m qS A  
     ?SBh^/zf  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 g]:..W7  
     R65;oJh  
    建模任务： ^XtHF|%0T  
     $[WN[J  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 0^-z?Kb<}  
     S^*(ALFPj  
    n\~"Wim<b  
    优化目标： Lx9hq7<  
    Rh5@[cg%  
    —TE模偏振光的透过率最大化 t201ud2$  
     ,"4X&>_f  
    —TM模偏振光的透过率最小化 [R roHXdk+  
     0:~gW#lD  
    优化函数： 1Al=v  
     jJiCF,m  
    —最小化TE的透过率 vbW\~xf  
     :==UDVP  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 0b!fWS?,k0  
    gEX:S(1 QP  
     37GHt9l  
       cj,&&3sbV  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 H J2O@e  
    p?EEox  
     ?)i6:76(  
    3/]f4D{MMY  
    优化的自由变量为： X7(rg W8  
    So3,Z'z=  
    —缝宽：10—190mm C={sE*&dYX  
     Ip1QVND  
    —光栅深度：20—200nm w+:+r/!g  
     wpPxEp/  
    优化算法： /jn:e"0~  
     2b vYF ;<r  
    —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。 ~cWLu5  
    —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。 #CBo  
     476M` gA  
    光路流程图和偏振分析器： SV$ASs  
     t/4/G']W  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 GLoL4el  
     |2+c DR  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 ^+YGSg7  
    >xk:pL*o`  
    Parameter Run 的全局搜索： `qQQQ.K7)z  
     2g`uC}  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Fp* &os  
     -bG#h)yj  
    Parameter Run 设置 `jl. f  
     _'o^@v:  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； P7^TRrMF  
     S a#d?:L  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； `OF g.R|  
     h_}BmJh_  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 c9F[pfi(  
     x<j($iv  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 IT{.^rP  
     TbSt {TX  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Ib<5u  
    优化函数依据迭代次数进行显示： +RKE|*y  
    y0Q/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。 Yqj.z|}Nb  
     }@t'rK[  
    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。 F'T= Alf  
     bU@>1>b6lE  
    参数构成： +BTNm66Z  
     5<>R dLo  
    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%； m0q`A5!)  
      
     ;#Bh_f  
    局部参数优化： 0V>N#P]  
    ^5iY/t~Q  
    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。 azATKH+j  
    I'wk/  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； WG!;,~f>o  
    8aIq#v  
    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。 NU 6Kh7  
    9jJ/ RXp  
    r5$?4t  
    I;fw]/M%!  
    参数定义： =<27qj  
    kA9 X!)2w  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 D -\'P31  
    8Nl|\3nl-  
    缝宽10—190nm权重1e20 3qd-,qC  
    "Z1&z-   
    优化函数定义： xWI 0s;k  
    %A Du[M.  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ():?FJ M  
    oKqFZ,m[  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 0aN}zUf  
    4m~stDlN  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 NX #/1=  
    nfPl#]ef*  
    f4;8?  
    选择下山简法进行局部优化。 OgpH{"  
    yqc(32rF!  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 i)^ZH#G p  
    )-:f;#xJ  
       1RO gUJ;  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 .j$bCKXGx  
    d+| ! 6  
    优化过的参数为： f0`rJ?us  
    }(7QJk5 j  
    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% .Yv.-A=ZIg  
    ^Ypx|-Vu!  
    结论： ReGb .pf  
    X;a{JjN  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 4Xho0lO&  
    #YMp,i  
    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。 GP k Cgb(  
    vCe<-k  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ?01""Om   
    Y8xnvK*  
    .L|ax).D  
    QQ：2987619807     UE;) mZ=l|  
     
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