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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 @ Sw[+`  
     Lz S@@']  
    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。 >v`lsCGb  
     b&Qj`j4]ZM  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 s3W)hU)  
     Be+vC=\K  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 *S_eYKSl  
    k#% BxT  
    相关案例：100.01,101.01 mV} peb  
     2`Xy}9N/Y  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 x5k6yHn  
     ~&=-*  
    建模任务： #n 7uw  
     TDdFuO'}  
    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。 *?K3jy{  
     j9sf~}D>  
    jAmAT /1  
    优化目标： Q uy5H  
    2![.Kbqa%  
    —TE模偏振光的透过率最大化 T+m`a #  
     AxUj CerNf  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Aq}]{gfQ1  
     oBQr6-nZ  
    优化函数： $6T*\(;T@A  
     q3B#rje>h  
    —最小化TE的透过率 B i?DmrH  
     c-!rJHL`  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ](4V 3w.  
    j8!fzJG  
     RX%*:lXi_  
       3HC aZ?Ry'  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化  cpp0Y^  
    BDyOX6  
     )R+@vh#Q<$  
    MVK='  
    优化的自由变量为： r>sk@[4h  
    l=[<gPE  
    —缝宽：10—190mm #[C |%uq  
     |_8- 3  
    —光栅深度：20—200nm Uwr inkoeE  
      a= ;7  
    优化算法： FJgr=9>  
     >Qz#;HI  
    —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。  d>}pz  
    —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。 UHF.R>Ry  
     i2A>T/?{  
    光路流程图和偏振分析器： (Kd;l &8  
     kehv85  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 .{LFc|Z[  
     f@Rn&&-  
    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。 V}=9S@$o  
    qi_[@da f?  
    Parameter Run 的全局搜索： ~xpU<Pd*  
     8P0XY S@  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 2j` x^  
     I4ZL +a  
    Parameter Run 设置 jzSh|a9_  
     W~k"`g7uu  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； sptDzVM  
     (m4`l_  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； g8 ,V( ^  
     2?58=i%b  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 |\%[e@u  
     A9ia[2[  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 3:X3n\z  
     uuHR!  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 bv$_t)Xh  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ehl) {Dd^  
    \:]Clvc  
    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。 }$s#H{T!  
     RrRrB"!8nR  
    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。 j<>E Fd  
     R<@s]xX_  
    参数构成： }20 Q`?  
     !*ct3{m  
    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%； "qjkw f)\  
    ~UX@%0%)N  
      
    /Pv d[oF  
    局部参数优化： }&Un8Rg"h  
    %eB0 )'  
    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。 RiqYC3Ka  
    \:9dt8(-U  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； X@|'#%  
    i,1=5@rw5  
    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。 O-y/K2MC*  
    G?CaCleG  
    qk;*$Q  
    2jV.\C k  
    参数定义： A!\ouKyayS  
    DW&%"$2  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 c[J(H,mt/  
    N7:=%Fy(  
    缝宽10—190nm权重1e20 h3D~?Iom  
    :kz*.1  
    优化函数定义： +>h}Uz  
    $#4Qv5}  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） }kzGuNj  
    S7]\tw_L)  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Jn3cU  
    Z&9MtpC+N3  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 8}z]B^?Fy  
    ^F2 OTz4n  
    @q:v?AO  
    选择下山简法进行局部优化。 |b" h+  
    m}&cXY  
    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。 u UXj  
    i3#To}g5V  
       V}gP'f07zy  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 n "?It  
    q)vdDdRe_  
    优化过的参数为： 6/_] |4t  
    ATx6YP@7~  
    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% %;ZWYj`]n  
    4g<F."  
    结论： ]Hr:|2 |.  
    +Tz Z   
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ,p2BB"^_i  
    ; ^+#  
    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。 ML@-@BaN  
    V@krw"vW  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 eS)2#=  
    QQ：2284816954 备注：光学     @!k\Ivd  
     
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