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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 V k{;g  
     &g|[/~dIr  
    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。 "3RFy i  
     B=0^Rysg  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 kqBZsfF  
     C8m9H8Qm  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 I?rB7 *:  
    V\`Z|'WIQD  
    相关案例：100.01,101.01 >jt2vU@t.  
     [ U:C62oK,  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ? i _ACKpw  
     8?Zhh.  
    建模任务： {lf{0c$X.  
     G*9(O:  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 .!3e$mhV  
     6?a`'&  
    -#ZvjEaey  
    优化目标： {s8c@-'  
    a{`hAI${  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ?tLApy^`?  
     O},}-%G  
    —TM模偏振光的透过率最小化 G4(R/<J,BQ  
     `*s:[k5k  
    优化函数： !Se0&Ob  
     c5ij2X|I  
    —最小化TE的透过率 DhE-g<  
     LdZVXp^  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） KW:N 6w  
    t]HY@@0g  
     #*g=F4>t  
       nQc,^A)I  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 D7hTn@I  
    0GUJc}fgvN  
     ~e}JqJ(97  
    -PpcFLZ|  
    优化的自由变量为： oh{>nwH  
    `G$>T#Dq  
    —缝宽：10—190mm h ;*x1BVE  
     RBQ8+^  
    —光栅深度：20—200nm 6=f)3!=  
     .lcp5D[(  
    优化算法： @} Ig*@  
     q;68tEupR  
    —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。 cC-8.2  
    —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。 }y6|H,t9  
     _V"0g=&Hc  
    光路流程图和偏振分析器： 0q5J)l:  
     1ui)Hv=h*  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 f ./K/  
     H_?rbz}o  
    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。 GxhE5f;  
    &@lfr623  
    Parameter Run 的全局搜索： ,-6Oma -  
     ZXx1S?u  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 0z/*JVka  
     PaKa bPY  
    Parameter Run 设置 JSB+g;  
     "WKOlfPa  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； p4P=T@:  
     LGhK)]:  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； c 4AJ`f.5  
     PSJj$bt;<+  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 *tv&=  
     OH/9<T?  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 5{HF'1XgZ*  
     2G8w&dtu  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 af|h4.A  
    优化函数依据迭代次数进行显示： dqB,i9--  
    E`j' <#V!  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 <,:{Q75  
     :u7BCV|yr  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 Ts.2\-+3  
     DZqG7p$u4i  
    参数构成： no+ m.B  
     j/aJDE(+  
    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%； @@H/q  
      
    2WS*c7Ct  
    局部参数优化： M+:5gMB'  
    ?;RY/[IX6  
    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。 OkC.e')Vx  
    r:sa|+  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 2B4.o*Q\  
    syr0|K[  
    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。 sV#%U%un  
    qIJc\,'  
    B=OzP+  
    }-tJ.3Zw  
    参数定义： ku,{NY f^Y  
    V< F &\  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 /%cDX:7X  
    5ih>x3S1/  
    缝宽10—190nm权重1e20 K#k/t"r  
    f:M^q ;  
    优化函数定义： mP*$wE9b,:  
    8(Az/@=n  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） @A6iY  
    Ct'tUF<K5  
    ——偏振对比度大于50（全波段） uzxwJs'fz  
    9&r]k8K  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 v9 \n=Z  
    i1x4$}  
    z*T41;b  
    选择下山简法进行局部优化。 m%.4OXX"&  
    K1X-<5]{  
    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。 ';G/,wB?`  
    t<te{yt%  
       -o~zb-E  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 c!HGiqp  
    rd&d~R6  
    优化过的参数为： koT3~FK  
    x"Ll/E)\v]  
    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% "iEnsP@'Wg  
    KGOhoiR9:C  
    结论： KGDN)@D  
    ;#zteqn  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 m|fcWN[  
    2W0nA 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。 P]m{\K  
    s YTJ^Kd  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 8{0XqE~ix=  
    }eSy]r[J  
    1 K}gX>F  
    QQ：2987619807     & PXT$x[i  
     
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