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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 <2,NWn.  
     yh:Wg$qx  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 Pg\!\5  
     lNs;-`I~  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 wpI_yp  
     jWjp0ii  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 {;-wXzv`  
    iPeW;=-2Wk  
    相关案例：100.01,101.01 }eq*dr1`  
     X4I+  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 v-ZTl4j$  
     u|{(m_"H  
    建模任务： b<E+5;u  
     ,6AnuA  
    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。 @/f'i9?oM`  
     7Adg;  
    (T 8In  
    优化目标： U"L 7G$  
    \h48]ZjC`  
    —TE模偏振光的透过率最大化 a4E{7c  
     $rV4JROb  
    —TM模偏振光的透过率最小化 u0{R;)  
     oGvk,mh"(  
    优化函数： LTlbrB  
     ;6AanwR6  
    —最小化TE的透过率 oo-O>M#5  
     qac8zt#2 C  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） M7gb3gw6  
    dng^#|X)?  
     aGbHDo  
       NE5H\  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 [x8_ax} w  
    %Kzu&*9Hb  
     s8V:;$ !  
    W87kE?,  
    优化的自由变量为： &qyXi[vw  
    u8r<B4k  
    —缝宽：10—190mm z0T9tN!(  
     ;6}> Shs  
    —光栅深度：20—200nm ;q&uk -  
     }Yargj_Gn  
    优化算法： FxdWJ|rN9D  
     9 .18E(-  
    —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。 *4OB 88$  
    —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。 \__xTL\  
     iiLDl  
    光路流程图和偏振分析器： f<y-{.VnN$  
     gN; E}AQt  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 \5P 5N]]  
     `R m<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。 }Uue}VOA  
    ^y.|KA3[  
    Parameter Run 的全局搜索： e:+[}I)  
     9Yhl q$;g  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 I3;03X<2  
     Ejt?B')aB5  
    Parameter Run 设置 S{jm4LZ  
     'l $ViNq;  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； $EG9V++b3  
     WP5Vev9*+  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； k2/t~|5  
     ov\+&=IRG  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ijACfl{!:t  
     te;VGpv.  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 V;d<S@$  
     ~A_1he~  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 )nlFyWXh.  
    优化函数依据迭代次数进行显示： t~%(Zu>S  
    i hcSSUm  
    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[C  
     %$'Z"njO&  
    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。 a[jNT$8  
     /BwG\GhM  
    参数构成： 2 $Umqt  
     <9]J/w+  
    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%；  y7vA[us  
    >Z>s R0s7  
      
    -_BX\iP{  
    局部参数优化： VE)) `?  
    49=L9:  
    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。 rN'8,CV  
    C9 j{:&  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； U>0bgL  
    \Nj#1G  
    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。 qOflvf  
    4+:'$Nw  
    %-<6Z9otc  
    ^t?vv;@}  
    参数定义： mhI   
    {Ga=; 0  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ^qLesP#   
    Y/T-2)D  
    缝宽10—190nm权重1e20 e_}tK1XY  
    U~w8yMxX  
    优化函数定义： O~|Y#T  
    aH\A  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） NH4T*R)Vz  
    MS\?+8|SV(  
    ——偏振对比度大于50（全波段） M7{_"9X{  
    B & ]GGy  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 0nZQ" {x  
    v oO7W"  
    qW S"I+o,S  
    选择下山简法进行局部优化。 Y*sw;2Z;a  
    nF]zd%h  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 EFv^uve  
    @U:PXCvh  
       K/_"ybR7  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 u/ri {neP{  
    X|C=Q   
    优化过的参数为： %~[@5<p  
    K{:[0oIHc  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% Js^(mRv=  
    %<`sDO6Q?  
    结论： vy-q<6T}:p  
    rdsZ[ii  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 a% /D~5Z  
    <fHN^O0TS  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 D^6Q`o  
    WLiFD.  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 z:=E- +  
    QQ：2284816954 备注：光学     gA gF$H .  
     
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