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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 ![0\m2~iv  
     LW{7|g  
    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。 BwEO2a{  
     ?WKFDL'_0j  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Gh>Rt=Qu%  
     R]/3`X9!d>  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 6H53FMqr  
    -V%"i,t  
    相关案例：100.01,101.01 kL*  DU`  
     u$X [=  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 bd5\Rt  
     MRV4D<NQ  
    建模任务： }N&}6U  
     si.ZTG9m  
    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。 4%Z!*W*  
     O@ F0UM`!  
    @/9#Z4&d0  
    优化目标： cGIxE[n'  
    1~zzQ:jAZ  
    —TE模偏振光的透过率最大化 1I{vB eMj  
     iV58 m  
    —TM模偏振光的透过率最小化 $BXZFC_1S  
     ^KM' O8  
    优化函数： @!"w.@ Y  
     ZUyG }6)J  
    —最小化TE的透过率 Hbn%CdDk1  
     SIYBMe  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ;6KcX\g-  
    :k*'M U}  
     ,.A@U*j  
       ="Zr.g~8  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 jhgS@g=@ZC  
    MxQhkY-=  
     HkVnTC  
    xQ+UZc  
    优化的自由变量为： 9~n`6;R  
    WK)hj{k  
    —缝宽：10—190mm L-? ?%_=  
     ]V0V8fU|  
    —光栅深度：20—200nm kVz9}Xp"  
     *:gx1wd  
    优化算法： ~_8Dv<"a  
     6Ri+DPf:  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 4'upbI  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 \@&oK2f  
     8eq*q   
    光路流程图和偏振分析器： 1 j"G~TM  
      DA]<30 w  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Ne#FBRu5  
     M(8dKj1+  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 h;cl+c|B  
    Kh&W\\K  
    Parameter Run 的全局搜索： w"ZngrwBl  
     m#1 >y}  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 0)F.Y,L  
     E:vgG|??  
    Parameter Run 设置 [$M=+YRHMW  
     (K xI*  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； PkX4 !  
     ;E:vsVK  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； mv] .  
     x3DUz  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 _E'F   
     V6Z~#=EQ  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Q\Wh]=}  
     `(tVwX4  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ?#s9@R1  
    优化函数依据迭代次数进行显示： vT@*o=I  
    6`Hd)T5{w  
    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。 =jv3O.zq  
     dynkb901s  
    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。 |"}oGL6-  
     +@], JlYf  
    参数构成： d ~#B,+  
     \ SCi\j/a(  
    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%； mR,w~wP  
      
    T<? (KW  
    局部参数优化： 6-E>-9]'E  
    n?Zt\Kto  
    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。 %_Q+@9  
    nA*U drcn  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； H4B|c42  
    j]HzI{7y  
    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。 r=6N ZoZ  
    [~NJf3c"  
    izDfpr}s4  
    :; z]:d  
    参数定义： qu\cU(H|  
    cMs8D  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 A_e&#O  
    5ENU}0W  
    缝宽10—190nm权重1e20 rU4;yy*b  
    niA>afo  
    优化函数定义： RGgePeaw  
    ^>wlj  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） o$QC:%[#  
    ^[x6p}$  
    ——偏振对比度大于50（全波段） *82+GY]  
    CCHGd&\Z  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 !78P+i  
    |)VNf .aJZ  
    ="p,~ivrz  
    选择下山简法进行局部优化。 *iX PG9XZ  
    {x,d9I  
    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。 n\ 'PNB  
    !C(U9p. 0  
       mE\)j*Nnv  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Mfn^v:Q#  
    VUon>XQ G  
    优化过的参数为： )O],$\u  
    23d*;ri5  
    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% $^e(?P q  
    |&"/u7^  
    结论： xX?9e3(  
    ).)^\  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 W7W(jMH  
    w=_q<1a  
    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。 ToK=`0#LNK  
    z"nMR_TTu  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 YEa<zhO8  
    z6*r<>Bf+b  
    ;V?3Hwl  
    QQ：2987619807     k4d;4D?  
     
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