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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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    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 4ClSl#X#i  
     ~ _hA{$  
    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。 MgP&9  
     3RX9LJGX  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 EJP]E)  
     27+~!R~Yw  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 f|=u{6  
    oiIl\#C  
    相关案例：100.01,101.01 bU/4KZ'-^  
     v}J0j  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 =:Yrb2gP_\  
     0~z`>#W,  
    建模任务： K^6d_b&  
     33 S CHQ  
    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。 `M*jrkM]x  
     `T+w5ONn  
    (&1.!R[X  
    优化目标： @tJ4^<`P{  
    .R@s6}C`}=  
    —TE模偏振光的透过率最大化 kS35X)-  
     s3T7M:DM4  
    —TM模偏振光的透过率最小化 s q;!5qK  
     eIEL';N6  
    优化函数： @eZBwFe  
     Vo6+|ztk|  
    —最小化TE的透过率 %-]a[qf3  
     oY5`r)C7  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） q`'"+`h  
    1l/t|M^I  
     j /_&]6!  
       W"*2,R[}%  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 $hHV Ie]+  
    >gs_Bzy]  
     b\KbF/ T  
    mo3A*|U  
    优化的自由变量为： x N7sFSV@  
    6:L2oW 6}{  
    —缝宽：10—190mm 98)C 7N'  
     2X[oge0@  
    —光栅深度：20—200nm ]v0Z[l>yf  
     q2r$j\L%  
    优化算法： &XdTY +  
     Kj"X!-  
    —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。 jV9oTH-  
    —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。  }JWkV1  
     NjT*5 .  
    光路流程图和偏振分析器： Be6+YM5Cl  
     n*Dn{ 7v#z  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 _si5z  
     -%]1q#C>@  
    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。 @D !*@M6  
    u#rbc"  
    Parameter Run 的全局搜索： FF#+d~$z  
     w3"L5;oH  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 \ {]y(GT  
     \K~wsu/?`  
    Parameter Run 设置 dHTx^1  
     ;2\6U;  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； J^ewG  
     SASLeGaV  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； <&3aP}  
     ~,oz hj0f/  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 *Ow2,{Nn  
     :F@Uq<~(  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 <ShA_+Nd  
     ;9WUt,R  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 \y:48zd  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ~@Q ]@8Tv\  
    @{q<"hT  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 0 }qlZFB  
     <K<#)mcv  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 5-$D<}Z  
     ;3wO1'=  
    参数构成： enZZ+|h  
     L'S,=NYXY  
    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%； '8\9@wzv  
    ypG*41  
      
    F[$cE  
    局部参数优化： X[r0$yuE  
    c ?EvrtND  
    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。 9]w?mHslE  
    #=S^i[K/  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； Hnk&2bY  
    hm d3W`8D  
    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。 |idw?qCn  
    d)bsyZ;U  
    |%F,n2  
    mICEJ\`x  
    参数定义： 5\XD/Q M  
    ;5.&TQT  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ,!@MLn  
    #"rK1Z  
    缝宽10—190nm权重1e20 d?J&mLQ6  
    72"H#dy%U  
    优化函数定义： Q2- lHn^L:  
    L;$>SLl,  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ltDohm?  
    ;*<R~HJt  
    ——偏振对比度大于50（全波段） [8IO0lul+  
    hEu_mw#  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 -qDqJ62mC  
    1u7D:h>#  
    |,:p[Oy  
    选择下山简法进行局部优化。 8$A0q%n  
    6Q [  
    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。 ]q{_i   
    [V:~j1{3  
       &xN+a{&  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 I2}eFz&FE  
    l;@+=uVDHm  
    优化过的参数为： {~F|"v  
    dB[4NT  
    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% ~[t#$2d}  
    -wiQ d@X  
    结论： n.2:fk  
    gh ?[x.U  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 > B@c74  
    ./k7""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。 .cQO?UKK  
    <JWU@A-.y  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 FUI*nkZY  
    QQ：2284816954 备注：光学     eN,9N]K  
     
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