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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 ] +sSg=N7i  
     Y# .6d  
    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。 ^S:cNRSW"  
     R\i]O  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 W=!F8g|Qz  
     /:Rn"0   
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Ig='a"%  
    2M5*bNU_:  
    相关案例：100.01,101.01 o4U]lK$  
     h7)VJY  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 qb 46EZu  
     ,OFq'}q  
    建模任务： /,-h%gj  
     Bl:{p>-q  
    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。 :tg@HyY)  
     Jq=X!mT d.  
    (0Zrfu^  
    优化目标： 7Q<Kha  
    m.;{ 8AM%f  
    —TE模偏振光的透过率最大化 JsHxQ0Tw  
     ktkn2Twa/  
    —TM模偏振光的透过率最小化 OYQXi  
     )UxQf37  
    优化函数： 00$ @0  
     $4#=#aKW.  
    —最小化TE的透过率 - I1cAt  
     m? ]zomP  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） %5( EkP  
    3Qm t]q  
     W o<PmSt9i  
       H-nFsJ(R!c  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 G "c&C  
    ;C7BoHB9  
     'b?#4rq}  
    Cw9@2E'b  
    优化的自由变量为： uyS^W'fF  
    %B*<BgJ;4F  
    —缝宽：10—190mm ySPlyhGF  
     {+9^PC_hm;  
    —光栅深度：20—200nm bahc{ZC2  
     J,(U<%n  
    优化算法： |e.3FjTH  
     '? !7 Be  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 w[J (E  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 P|!/mu]  
     Q8M:7#ySji  
    光路流程图和偏振分析器： TYmUPS$  
     `CTkx?e[  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 Y3sNr)qss  
     6@,'m  
    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。 TV[6+i*#  
    zO7lsx2 =  
    Parameter Run 的全局搜索： 2s]]!{Z#  
     *h5ldP  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 !`d832  
     inq4CGY  
    Parameter Run 设置 nEZ-h7lzl(  
     /o}0oo5B  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； )0 42?emn  
     fjz2m   
    规划深度：20——200nm 步长10nm； zd*W5~xKg  
     }. Na{]<gh  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 T[8"u<O96  
     1Q2k>q8  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 R fVV(X  
     @poMK:  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 :g]HB ,78  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ~[ ks|  
    h9)]N&07b  
    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。 $'I$n  
     ngH~4HyT  
    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。 l#5k8+s  
     A$9_aqbj  
    参数构成： ;29XvhS8  
     bCac .x#jo  
    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%； *t]&b ;=gE  
    aaa#/OWQZ  
      
      xhVq  
    局部参数优化： zLIa! -C  
    \Kzt*C-ZH  
    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。 88+\mX;A#  
    N6m*xxI{  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 'zD;:wT  
    J1v0 \  
    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。 +h\W~muR  
    <=GzK:4L  
    aR(Z~z;C  
    rc{[\1 -N  
    参数定义： I5<#SW\a?  
    X7B)jH%N  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 LZAj4|~,m  
    77bZ  
    缝宽10—190nm权重1e20 !kk %;XSZ  
    @x>$_:]  
    优化函数定义： Q17o5##x7  
    576-X _a,  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） Xe^=(| M  
    VA&OI;=ri  
    ——偏振对比度大于50（全波段） FOnA;5Aa  
    a^)4q\E  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 CR|&VxA  
    {p_vR/ yN  
    QIz N# ;g  
    选择下山简法进行局部优化。 A ** M"T  
    3,cE/Ei  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 .)pRB7O3  
    %JH_Nw.P  
       UFY~D"% /  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 x%?*]*W  
    M$hw(fC|m1  
    优化过的参数为： v]Q_  
    Ru\Lr=9  
    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% )LMuxj  
    `]I5WTt*X  
    结论： NCpn^m)Q}  
    9h0,L/;\  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 WHj4#v(  
    0-; P&m!!  
    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。 dcTM02kEh  
    v+_Y72h*a  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 GBOmVQ $Hb  
    QQ：2284816954 备注：光学     %-p{?=:K  
     
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