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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 S-isL4D.Z  
     +J"'  'cZ  
    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。 Kb^>X{  
     ^ Xm/  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 mfZ)^X  
     ,%A)"doaG  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 '#O;mBPNi  
    Dq?E\  
    相关案例：100.01,101.01 GHv{   
     n%F-cw  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 F 4GP7]  
     'z)hG#{I  
    建模任务： Y^ QKp"  
     fi=0{  
    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。 T_eJ}(p  
     @zo7.'7P   
    |)9thIQF  
    优化目标： #S%4?   
    G@9u:\[l  
    —TE模偏振光的透过率最大化 kB8 Mi  
     @!e~G'j%VD  
    —TM模偏振光的透过率最小化 os[ZIHph  
     E(_ KN[}S  
    优化函数： @cZ\*,T  
     VKy5=2&  
    —最小化TE的透过率 auRY|j  
     /?Vdqci  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） eI^gV'UK  
    W]_g4,T>  
     (z/jMMms  
       R<|ejw  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 e8oKn&  
    .l \r9I(  
     k=?^){[We  
    EJ`Q8uz  
    优化的自由变量为： |k6Ox*  
    (_K_`5d;QI  
    —缝宽：10—190mm ur6e&bTp  
     5X0QxnnV  
    —光栅深度：20—200nm E tx`K5Tr]  
     z$|;-u|  
    优化算法： @T ysXx  
     T^]7R4 Fg  
    —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。 ZYa\"zp-  
    —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。 b,Ke>.m  
     `a >?UUT4  
    光路流程图和偏振分析器： /g@^H/DO  
     9 6=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。 9OyNi  
     0 _A23.Y  
    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。 Jt]&;0zn2  
    zT7"VbP  
    Parameter Run 的全局搜索： UW6VHA>  
     $3k "WlRG  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 :3^dF}>  
     d; =u  
    Parameter Run 设置 Efx=T$%^&  
     `*aBRwvK~  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； t`YWwI.  
     ,[X_]e;  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； O9^T3~x[V  
       WK==j1  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 5/?P|T   
     OxQYNi2  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 N*_"8LIfi_  
     Xwq]f :@V  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 jO8X:j09A  
    优化函数依据迭代次数进行显示： l^W uS|G[  
    m[:K"lZ ]2  
    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。 a9l8{ 3  
     ^m%52Tm h  
    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。 OCNPi4  
     9x?'}  
    参数构成： &94W-zh  
     &RO7{,`  
    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%； V_"f|[1  
    {DwIjy31T  
      
    ".P){Dep$4  
    局部参数优化： rF] +,4  
    aSL6zye ,  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 +sf .PSz$  
    c}-(.eu  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； dJD(\a>r.u  
    P :k+ y$  
    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。 SK R1E];4  
    LZ<[ll#C  
    {@.Vh]  
    "0Q1qZ  
    参数定义： U~H?4Izl=  
    (3;@^S4&w  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 BStk&b  
    K_ke2{4Jm  
    缝宽10—190nm权重1e20 |V|+lx'sc  
    gXy -Mpzp  
    优化函数定义： VkZ.6kV  
    {( tHk_q  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） & mt)d  
    2K{6iw"h  
    ——偏振对比度大于50（全波段） lH2wG2  
    >jTp6tu,  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 E[g*O5  
    FTf<c0  
    ke%pZ 7{u  
    选择下山简法进行局部优化。 A.En+-[\  
    $yu?.b 9H#  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 rv7{Ow_Y  
    m3.sVI0I  
       p2 %  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 BRv x[u  
    x#H 3=YD*  
    优化过的参数为： GP a`e  
    /*rhtrS)  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% u2iXJmM*  
    V/%~F6e  
    结论： ~Z)/RT/  
    szmmu*F,U:  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。  5@!st  
    OW@\./nM  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 w_wslN,)  
    'LSz f/w  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Jxl6a:  
    QQ：2284816954 备注：光学     q(IQa@$SR  
     
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