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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: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 LK7Xw3  
     C 0C0GqN,  
    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。 |Fln8wB  
     85Y|CN] vQ  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ? 5|/ C  
     L ubrn"128  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 [ = M%  
    +++pI.>(*Q  
    相关案例：100.01,101.01 6qp5Xt+  
     L10IF  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 QJ X/7RA  
     pWaPC /,g  
    建模任务： >.%4~\U  
     ? Nj)6_&  
    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。 #gZ|T M/h  
     Ej(2w Q  
    ] f 7#N  
    优化目标： gQVBA %  
    c[(Pg%  
    —TE模偏振光的透过率最大化 RI.2F*|  
     HkjEiU  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Z5)eREi=  
     A|RR]CFJ  
    优化函数： V|?WF&  
     8C&x MA^  
    —最小化TE的透过率 ohZx03  
     zQfkMa.  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 9%,;XQ  
    L]-w;ll-  
     *8A6Q9YT  
       %v=!'?VT  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 Y`li> .\  
    zY APf &5  
     o:\XRPB  
    >{&A%b4JF  
    优化的自由变量为： \Ow,CUd  
    __\P`S_  
    —缝宽：10—190mm 'EX4.h a5  
     GW m4~]0E  
    —光栅深度：20—200nm {BOLP E-  
     tbG8MXX  
    优化算法： |rPAC![=  
     Ye |G44z  
    —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。 J W"  
    —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。 RaNeZhF>M  
     f%Ke8'&  
    光路流程图和偏振分析器：  Alu5$6X  
     Y3o Mh,  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 7'.s7& '7  
     Rc9<^g`  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 AzjMv6N   
    SMO*({/  
    Parameter Run 的全局搜索： myvh@@N  
     j%xBo:  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 9k `~x1Y)  
     qx%jAs+~  
    Parameter Run 设置 fM":f| G  
     L8P 36]>  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； d]7*mzw^j  
     CA^.?&CH^O  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； P(_(w 9  
     I~RcOiL)  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 q$>_WF#||  
     mQ,{=C=D  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 e^frVEV  
     DQ_ 2fX~)  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 2oB?Dn  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ND,`QjmZ  
    NbDda/7ki  
    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。 t-EV h~D1p  
     Mjw[:70  
    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。 u}CG>^0C  
     f\'G`4e  
    参数构成： 04\Ta  
     N cM3P G  
    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%； ,.7vBt6 p  
    fLM.k CD?u  
      
    vU 9ek:.l  
    局部参数优化： )@$ &FFIu  
    npj5U/  
    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。 1^sbT[%R  
    lko3]A3  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； sL mW\\kA>  
    .+uVgSN  
    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。 Nh:4ys!P  
    UzJ!Y/5  
    Zh? V,39  
    ">,K1:(D  
    参数定义： Xj;2h{#s  
    `skH-lk,  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 `axQd%:AC  
    NYwGK|  
    缝宽10—190nm权重1e20 ]:!8 s\#  
    j]Ua\|t  
    优化函数定义： % &2B  
    SZE`J:w  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 7YD\ !2b  
    fv/v|  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ~D_ rZ&  
    UL ck  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 pKYLAt+^>  
    wRj~Qv~E  
    vhX-Qkt}  
    选择下山简法进行局部优化。 kp.|gzA6  
    qs "s/$  
    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。 wH!}qz /  
    % dYI5U89  
       epYj+T  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 o KlF5I  
    pBvo M={2!  
    优化过的参数为： g\qX7nIH?  
    XWc|[>iO  
    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% z(jU|va{_1  
    }il%AAI9}r  
    结论： /LSq%~UF  
    Zr5'TZ`$  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 C\J@fpH(t`  
    Od*v5qT;$  
    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。 Y0rf9  
    H]U "+52h  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 tI `w;e%HN  
    QQ：2284816954 备注：光学     2"zIR (  
     
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