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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: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 "m,)3zND3  
     <|8N\FU{  
    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。 i=T!4'Zu  
     `k2YH?  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 +txFdc  
     c|RTP  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 5,  "  
    6C k 3tCr  
    相关案例：100.01,101.01 h*d1G9%Q1  
     pse$S=  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 e}>3<Dh  
     H c,e&R  
    建模任务： CoZOKRoaH  
     u#!QIQW  
    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。 .3>`yL  
     NH9"89]E  
    o|`[X '  
    优化目标： '^B[Krs'Z`  
    0OCmyy  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ?, B4  
     ^G(U@-0..  
    —TM模偏振光的透过率最小化 9U&~H*Hf  
     $ /`X7a{  
    优化函数： 9`y@2/!Y  
     {$qE>ic  
    —最小化TE的透过率 Lmsc ~~  
     41uiW,  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） sE^ee2]OI@  
    $,u>,  
     @*e5(@R  
       C(CwsdlP  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 &?g!)O  
    sg`   
     QNbV=*F?  
    ,="hI:*<  
    优化的自由变量为： A |u-VXQ  
    6|uv+$  
    —缝宽：10—190mm #ZkT![ `  
     ^?J3nf{  
    —光栅深度：20—200nm f8e :J#jbS  
     jQBL 8<  
    优化算法： 9*Q6/?v  
     V82HO{ D  
    —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。 CKI.\o  
    —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。 +>3jMs~&  
     7+9o<j@@o  
    光路流程图和偏振分析器： &R5zt]4d&  
     O NVhB  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 xO[V>Ud  
     ^XX_ qC'1  
    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。 R_W6}  
    +Jm~Um!  
    Parameter Run 的全局搜索： t)|~8xpP  
     D*&#}c,*  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 n g%~mt  
     v}LI-~M>U  
    Parameter Run 设置 `L LS|S]  
     `^ZhxFX  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； {8I,uQO  
     Ptm=c6H('  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； '8Cg2v5&w  
     {o SdVRI  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 dBw7l}  
     3{)!T;Wd  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 fUMjLA|*I<  
     !\VzX  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 {p.^E5&  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 3n,jrX75u  
    qv^P  
    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。 AL!ppi  
     [QFAkEJ--o  
    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。 !RP0W  
     >?O?U=:<  
    参数构成： G2<$to~{  
     qj9[mBkP"  
    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%； jW]"Um-]  
    R_D&"&   
      
     !2kM  
    局部参数优化： N a$.VT  
    5vFM0  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 IL go:xQ  
    et2;{Tb,5  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； v w 6$v  
    ;>uB$8<_7  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 5o0n4W  
    Sg$\H  
    _dELVs7OL  
    @F] w]d  
    参数定义： XV/7K "  
    |}L=e.  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 OK)>QGl  
    g$ HL::  
    缝宽10—190nm权重1e20 eL>wKu:r  
    e^em^1H( %  
    优化函数定义： X-tw)  
    Siq]Ii0F;>  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 0cSm^a  
    XD?Lu _.  
    ——偏振对比度大于50（全波段）  V~VUl)  
    ] )iP?2{  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 gg.]\#3g  
    @ <3E `j'p  
    tA^+RO4  
    选择下山简法进行局部优化。 @  R[K8  
    O&MH5^I  
    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。 'z^'+}iyv  
    A@Q6}ESD  
       BYu(a  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 9% C]s  
    /Yb8= eM  
    优化过的参数为： <jh7G  
    HU'w[r 6a  
    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% gyq6LRb  
    KTt+}-vP^  
    结论： 3b\s;!  
    sBYDo{0 1  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 YO-B|f  
    A1F$//a  
    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。  6/#+#T  
    A +=#  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 K>vl o/#!  
    QQ：2284816954 备注：光学     =dH=3iCG  
     
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