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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 S8vV!xO  
     \9:wfLF8!  
    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。 (\,BxvhG=  
     PaO- J&<  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 \we\0@v  
     3l4NC03I&  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 j9R6ta3\l  
    $t/rOo9cV  
    相关案例：100.01,101.01 UiQEJXwnz  
     Ug%_@t/?  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 PmX2[7  
     1S:|3W  
    建模任务： d=3'?l`  
     Bh]!WMAw.  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 A??@AP[7M  
     3 hKBc0  
    @jy41eIo  
    优化目标： lr@#^  
    pz|'l:v^  
    —TE模偏振光的透过率最大化 uQqWew8l+  
     G64Fx*`  
    —TM模偏振光的透过率最小化 v;EQ, NL  
     ?KE$r~dn  
    优化函数： V@vU"  
     m D58T2 Z  
    —最小化TE的透过率 .12aUXo(  
     ZcE_f>KV  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ;xYNX  
    Q<(YP.k  
     `#mK*Buem}  
       ?> D tw#}  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 O;9?(:_  
    \2C`<h$fN  
     Wp0 Dq(  
    2 QTZwx  
    优化的自由变量为： tt_o$D~kg  
    - y AQ  
    —缝宽：10—190mm 4Xj4|Rw%  
     0(TTw(;  
    —光栅深度：20—200nm OO) ~HV4\  
     UUe#{6Jx_  
    优化算法： XGrue6 ya  
     YDJ4c;37  
    —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。 &a0r%L()X  
    —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。 .Ajzr8P  
     <Zb/  
    光路流程图和偏振分析器： p=Q0!!_r  
     b*kfWG-6t  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 G6 0S|d  
     `)iY}Iu  
    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。 -Z-f1.Dm5  
    r=uN9ro  
    Parameter Run 的全局搜索： =uHnRY  
     K5>p89mZ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ?%tMohL  
     1c4/}3*  
    Parameter Run 设置 4BL;FO  
     jKIxdY:U  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； &)d$t'7p  
     F9"w6;hh  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； DTRJ/ @t  
     Vv.r8IGYm  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 1/+C5Bp*  
     "I6P=]|b  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 =W bOwI)u  
     &F *' B|n  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 %8~Q!=*Iq  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Rd \.:u  
    C*=Xk/0  
    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。 `>Tu|3%\  
     'NjzgZ~]P  
    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。 JCx WWre  
     5zJj]A  
    参数构成： kl!wVLE  
     {6;9b-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%； Ks^6.)  
      
    ^ 2GHe<Y  
    局部参数优化： jdZ~z#`(!:  
    -&x2&WE'  
    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。 94uN I8  
    k %e^kej  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； e1(Q(3  
    >2$5eI  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 zLs|tJOVp  
    +CH},@j  
    EKEjv|_)  
    `+'rib5  
    参数定义： oBQ#eW aY  
    h!~3Dw>,N  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 FuG4F  
    00I}o%akO  
    缝宽10—190nm权重1e20 5Wyz=+?m|  
    [yl sz?  
    优化函数定义： n~"$^Vr  
    Ee)[\Qjn  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段）  B[=(#W  
    fH`P[^N  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Wt)Drv{@ {  
    'j^xbikr  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 +;$oJJ  
    W>r#RXmh  
    H1<>NWm!v7  
    选择下山简法进行局部优化。 5$DHn ]  
    tO7v4  
    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。 {,*"3O:\:  
    9I1tN  
       Wcb7 ;~K  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 7^wc)E^H  
    *Do/+[Ae  
    优化过的参数为： F(4?tX T  
    2LrJ>Mi  
    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% b KTcZG  
    ,NnhHb2\  
    结论： ZX ?yL>4  
    }X x(^Zh  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 56^ +;^f^`  
    ;^*Unyt[4]  
    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。 hjaT^(Y  
    ]\/tVn.'  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 mNmLyU=d  
    u` oq(?|  
    +k dT(7  
    QQ：2987619807     "UEv&mQ  
     
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