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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 正序阅读 楼主  发表于: 2021-04-16
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 z<5m fAm  
     $cZUM}@  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 jq!tT%o*B  
     [ Fz`D/  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 LcE+GC  
     9VbOQ{8  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 Sf r&p>{,  
    Pfs;0}h5  
    相关案例：100.01,101.01 nqf,4MR  
     \7*`}&  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 jQ)T67  
     +}a ]GTBgA  
    建模任务： 1</kTm/Qa  
     }-@`9(o`)  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 x+]\1p  
     m1*O0Tg]"  
    dc rSz4E|>  
    优化目标： KSrx[q  
    |ely|U. Tf  
    —TE模偏振光的透过率最大化 =J~ x  
      ^k\e8F/  
    —TM模偏振光的透过率最小化 c}0@2Vf  
     0c#/hFn  
    优化函数： C7O6qpO  
     {+@bZ}57  
    —最小化TE的透过率 fS`$'BQ  
     +j4"!:N}B  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） .e3+s*  
    .AU)*7Gh  
     pn^ d]rou?  
       J.| +ID+  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 d0,s"K7@  
    S)/_muP  
     Gmz6$^D   
    6w@ Ii;  
    优化的自由变量为： ,#kIr  
    FeTL&$O  
    —缝宽：10—190mm STaA]i}P  
     10U9ZC  
    —光栅深度：20—200nm A\.GV1  
     ;I!MLI  
    优化算法： cx0*X*  
     s91JBP|B7  
    —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。 N~xLu8,  
    —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。 g"> {9YE  
     '3 ^+{=q  
    光路流程图和偏振分析器： j+ LawW-  
     c7FRI0X  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 -Zz$~$  
     `kJ^zw+  
    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。 I'0@viF"Nx  
    ,kn"> k9  
    Parameter Run 的全局搜索： |x-S&-  
     qhz]Wm P   
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 G"XVn~]  
     KkE9KwZ]W  
    Parameter Run 设置 ez6EjUk  
     }B.H|*uO  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； qm8&*UuKJ  
     .?Gd'Lp  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； n .RhxgC<  
     8zR~d%pK  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 a qc?pqM  
     4BKI-;v$  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 WpRc)g :  
     UZpIcj cL  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 E!P yL>){  
    优化函数依据迭代次数进行显示： b^$|Nz;  
    Sh8"F@P8  
    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。 d $Pab*  
     YS%h^>I^  
    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。 +qwjbA+  
     `u&Zrdr,  
    参数构成： 5qP:/*+  
     8Bjib&im  
    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%； B,=H@[Fj  
    Ch3jxgQY  
      
    a,WICv0E  
    局部参数优化： |YY_^C`"-  
    UaB @  
    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。 k>g _Z`%<  
    O6G0  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； -xA2pYz"  
    |VNnOM  
    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。 07^iP>?  
    ssN6M./6  
    @0u~?!g@  
    x-?Sn' m  
    参数定义： pj?f?.^  
    x}8yXE"  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 csW43&  
    R'@9]99  
    缝宽10—190nm权重1e20 J\M>33zu  
    7*Ej. HK  
    优化函数定义： *5^Q7``  
    b7p@Dn?E  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） DuHu\>f<S  
    xe` </  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 4QIX19{"  
    ?3.b{Cq{-  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 #kaY0M  
    -- c"0,7  
    "\o+v|;  
    选择下山简法进行局部优化。 8Y7Q+p|O  
    tE`u(B,  
    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。 n+A?"`6*#  
    YLzx<~E4a  
       wlqpn(XR  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 GfmI<{da  
    7B\Vs-d  
    优化过的参数为： .Lsavpo  
    =aBctd:eX`  
    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% NP/Gn6fr  
    n4R(.N00  
    结论： Wg<(ms dj  
    HTS%^<u  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 B=^)Ub5'  
    j;-1J_e5  
    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。 g9Xu@N;bL  
    ,l:ORoND  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 = 's(|  
    QQ：2284816954 备注：光学     g| vNhq0|i  
     
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