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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
    30001
    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 Vs>/q:I  
     8J60+2Wa  
    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。 \etuIFQ#U  
     "T>74bj_|Q  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ^T}6o Ud  
     AiUICf?{  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 r >%reS  
    }1EfyR  
    相关案例：100.01,101.01 a3o4> 9  
     8;'fWV? U  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 dV{N,;z  
     b"`Vn,  
    建模任务： QBi&Q%piy  
     V{51wnxT  
    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。 [3Qu @;"&  
     uFd.2,XNP  
    NzRpI5\.  
    优化目标： M,0@@:  
    VUfV=&D-*g  
    —TE模偏振光的透过率最大化 Q4YIKNN|7  
     wd4wYk\  
    —TM模偏振光的透过率最小化 WM8 Ce0E  
     vfW  
    优化函数： Vq)6+n8o  
     GWs[a$|  
    —最小化TE的透过率 -49z.(@ki  
     2LpJxV  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） KH4 5A'o  
    k!/"J ;  
     u&Ze$z  
       ],rtSUO  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 b >R/=tx  
    c*+yJNm3>  
     9S"c-"y\#  
    zB6u%uWR  
    优化的自由变量为： .r~!d|  
    I`%\ "bF@  
    —缝宽：10—190mm + V:P-D  
     v634{:'e  
    —光栅深度：20—200nm d8 1u  
     EC6&#)g;CO  
    优化算法： >UTAk  
     }t4?*:\  
    —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。 "tu BfA+f  
    —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。 !2dA8b  
     L4th 7#  
    光路流程图和偏振分析器： ]lj,GD)c  
     g(d9=xq@k  
    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/@tU'$  
     E|u#W3-:  
    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。 yRQR@  
    B7"/K]dR:  
    Parameter Run 的全局搜索： 8nOMyNpy~M  
     $+` YP  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ["|' f  
     >h3r\r\n3  
    Parameter Run 设置 v ?b9TE  
     \I r&&%  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； *2O4*Q1  
     K9v@L6pY=  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ]w!gv /;  
     x <^vJ1  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 nBs%k!RR  
     KjR^6v  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 J(*QtF  
     #E`-b9Q  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 i~\fpay  
    优化函数依据迭代次数进行显示： T( @y#09  
    / d S!  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Tjo K]]  
     }V.Wp6"S   
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 ns_5|*'  
     5ru&In&  
    参数构成： fm2,Mx6  
     >Lo 0,b$  
    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%； /s.O3x._'  
      
    ..yuEA  
    局部参数优化： *@'4 A :A  
    S4]}/Imn)  
    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。 @DgJxY|  
    J{$+\  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； X+;F5b9z  
    k)D:lpxv  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 ;Ab`b1B  
    *0ZL@Kw  
    uG1 1~uAt  
    6x KbK1W  
    参数定义： a' "4:(L  
    '| Enc"U  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 "oZ]/(  
    %lZ++?&^  
    缝宽10—190nm权重1e20 7 }`c:u~j  
    #yZZ$XOk  
    优化函数定义： " @!z+x[8  
    $"[1yQ<p  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ?vL\VI9  
    T^h;T{H2  
    ——偏振对比度大于50（全波段） O@[c*3]e  
    :A35 ?9E?  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 yoTbIQ  
    &Im{p7gf!b  
    +5Z0-N@  
    选择下山简法进行局部优化。 6zK8-V?9F  
    #*uSYGdc  
    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。 0wZ_;FN*-  
    <1[WNj2[  
       q;3,}emg  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 G v[W)+3f  
    A#~"Gp  
    优化过的参数为： Tyu]14L  
    [\CQ_qs|  
    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% Pxu!,Mi[d  
    K 1>.%m  
    结论： iorKS+w"  
    <N"t[N70;  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 " 6 /`  
    lTe}[@(  
    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。 o Xwoi!  
    v0!>":  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 md7Aqh  
    7"F w8;k  
    D+{h@^C9Z  
    QQ：2987619807     9_'xq.uP  
     
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