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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 >7 ="8  
     @{2 5xTt  
    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。 n@) K #  
     |:gf lseE  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 4%4 }5UYN  
     %KLpig  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 w(L4A0K[  
    DA\2rLs  
    相关案例：100.01,101.01 o2F)%TDY  
     J\b^)  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 .6Pw|xu`Pw  
     $&n=$C&x  
    建模任务： r8RoE`/T  
     qv!2MUw\j  
    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。 cz8T  
     NPp;78O0[  
    .:F%_dS D  
    优化目标： LU!a'H'Q  
    t7aefV&_,  
    —TE模偏振光的透过率最大化 koug[5T5  
     EFM5,gB.m  
    —TM模偏振光的透过率最小化 eceP0x  
     %WjXg:R  
    优化函数： te-jfmu2  
     \XZ/v*d0  
    —最小化TE的透过率 <<][hQs  
     8<QdMkI  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Hquc o  
    R\!2l |_  
     K  &N  
       3`DQo%<  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 , s"^kFl  
    p$] 3'jw  
     H&-zZc4\  
    P/W XaE4  
    优化的自由变量为： T4Pgbop  
    Q' {M L4  
    —缝宽：10—190mm z7fp#>uw  
     ?^al9D[:lz  
    —光栅深度：20—200nm UM"- nZ>[  
     kaVxT_  
    优化算法： SE1=>S%p  
     n{ar gI8wF  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 @niHl  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 t.i 8 2Q  
     f.KN-f8<F  
    光路流程图和偏振分析器： Ng2twfSl$  
     pmyXLT  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 G[uK-U  
     &]|?o_p3W  
    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。 #lL^?|M  
    @@Kp67Iv  
    Parameter Run 的全局搜索： 3YOq2pW72G  
     KPKt^C  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 vXrx{5gz  
     U:0mp"  
    Parameter Run 设置 NJWA3zz   
     - M4J JV(  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； {EB;h\C  
     Ot_]3:`J~  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； E Nh l&J  
     vc;$-v$&  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 N/"{.3{W  
     SJn;{X>)q  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 /T0F"e)Ci  
     IL#"~D?  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 m$>H u@Va  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 2*;~S4 4  
    HdUQCugxx:  
    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。 gwuI-d^  
     ]8_NZHld  
    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。 KOk4^#h@  
     /K@XzwM  
    参数构成： %rL.|q9  
     -A^_{4X  
    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%； c<B/V0]  
     dVtG/0  
      
    ] vHF~|/-  
    局部参数优化： /$Nsd  
    qZ}^;)a^  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 u5`u>.!  
    z% ?+AM)P  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； )4e.k$X^  
    oGnSPI5KGC  
    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。 |.: q  
    ]vUwG--*  
    M6 "PX *K  
    Y8~"vuIE5  
    参数定义： *SJ_z(CZm  
    tKOmoC  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 zZPO&akB"  
    UmP/h@8  
    缝宽10—190nm权重1e20 %v M-mbX  
    5uGq%(24  
    优化函数定义： ?=sDM& '  
    @Md/Q~>  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） U)o-8OEZ9  
    ~g]Vw4pv  
    ——偏振对比度大于50（全波段） .5_2zat0H  
    T4Uev*A  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 _`j7clEz  
    {UI+$/v#  
    E4jNA }3k+  
    选择下山简法进行局部优化。 sUO`uqZV  
    reu*53r]  
    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。 UcHJR"M~c  
    YoNDf39  
       i>`%TW:g  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 4SxX3Fw  
    AO4U}?  
    优化过的参数为： k(nW#*N_  
    z2~ til  
    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% D%pF;XY  
    JGrWHIsNV  
    结论： $ bR~+C  
    Dcgo%F-W  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Dw.J2>uj  
    }j)e6>K])  
    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。 194)QeoFw  
    C ;W"wBz9  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 <)H9V-5aZ  
    QQ：2284816954 备注：光学     xJ]\+ 50  
     
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