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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 .,[ NJ:l  
     Lu?MRF f  
    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。 5ar2Y$bY  
     Sp/t[\,'  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 .\)`Xj[?  
     Jy<hTd*q  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 l ld,&N8  
    {;mT.[  
    相关案例：100.01,101.01 JV_VF'  
     0i/!by {@  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ,'!x 9 `  
     B}S!l>.z  
    建模任务： B\^myg4  
     I "Qf};n  
    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。 d ?Uj3G  
     p6S{OUiG  
     \EI<1B  
    优化目标： NSs"I]  
    Dnk}  
    —TE模偏振光的透过率最大化 l/*NscYtQ  
     oW ! Z= ;  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Bk)E]Fk|  
     Lsu_ f'p0  
    优化函数： ''D\E6c\  
     AUk-[i  
    —最小化TE的透过率 B8Vhl:p  
     ?`T0zpC  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） IhR;YM[K  
    7+]+S`p  
     a%nksuP3  
       oz8z%*9 (  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 v;6O# ta'  
    Q' b@5o  
     FT'2 J  
    fI<|]c}P&J  
    优化的自由变量为： xgp 6lO[  
    vD-m FC)  
    —缝宽：10—190mm t@(:S6d  
     LI~ofCp  
    —光栅深度：20—200nm #!.26RM:P  
     WNnB s  
    优化算法： qQN|\u+co  
     Z-U-n/6I  
    —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。 |(eRv?Qy@  
    —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/$:g9V%FA  
     ^WF/gup\hS  
    光路流程图和偏振分析器： Z:(Zy  
     Qxb%P<`u  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 tRZA`&  
     Ot<vn34mt:  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 1ze\ U>  
    %VH{bpS|i:  
    Parameter Run 的全局搜索： L$zB^lSM  
     &"gQrBa  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 uD=FTx  
     UwtL v d  
    Parameter Run 设置 a>H8, a  
     <sncW>?!~  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 90Sp(  
     [`n)2} k  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； vk><S|[n  
     dy' J~Eo7  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 mVsghDESJ)  
     (O!Q[WLS  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 gm8FmjZtf  
     -dyN Ah?=  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 fbrCl!%P  
    优化函数依据迭代次数进行显示： Lk8[fFa4  
    a%YohfsY?U  
    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。 2kfX_RK  
     h_y;NB(w  
    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。 w,x'FZD  
     UFl+|wf  
    参数构成： H&*KpOL  
     5jey%)=  
    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%； nj4G8/U-q  
      
    X/qLg+X  
    局部参数优化： M5Q7izM  
    ;RzbPlkl  
    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。 dWi:V 7t+  
    FzzV%  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； FoKAF &h7  
    "CTK%be{q/  
    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。 E[a|.lnV  
    b[Qe} `W  
    i"RBk%  
    t3 rQ5m  
    参数定义： CzfGb4  
    9#MY(Hr  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 oYR OGU  
    /'QfLW>6  
    缝宽10—190nm权重1e20 9g~"Y[ ]  
    }!9KxwC(  
    优化函数定义： `G_k~ %  
    5H79-QLd  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） y!u=]BE  
    6F:< c  
    ——偏振对比度大于50（全波段） i$gH{wn\`  
    R>;m6Rb_  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 7GDrH/yK  
    J^gElp  
    $2/v8  
    选择下山简法进行局部优化。 *-`-P  
    s ;2ih)[  
    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。 vw)lD9-"  
    ?Rd{`5.D  
       UfSqiu  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 kCHYLv3.  
    U#6<80Ke  
    优化过的参数为： =berCV  
    l|j}Ggen  
    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% R5& R ~1N  
    3R& FzLs  
    结论： C8W4~~1S  
    ;"w?@ELE  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 vhd+A  
    HY2*5 #T  
    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。 yllEg9L0z  
    9 $*O^  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 C @nA*  
    @8eQ|.q]Q  
    #p7K2  
    QQ：2987619807     AlA:MO]NM  
     
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