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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 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 (R<4"QbE  
     ]."c4S_)|  
    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。 NXNon*"  
     15:@pq\  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 ko>_@]Jb  
     N6[^62  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 P0(~~z&%[  
    xi\RUAW  
    相关案例：100.01,101.01 }gi' %e  
     hNo>)$v!s  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 [\ YP8^..  
     hUxhYOp  
    建模任务： DOIWhd5:  
     Lp)8SmN  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 y;Ln ao7i  
     XL=R]IC<.  
    cgeS)C7  
    优化目标： U3K<@r  
    L)'rM-nkFh  
    —TE模偏振光的透过率最大化 C+?s~JL  
     da'E"HN@G~  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ==Mi1Q#5C  
     -*fYR#VQQB  
    优化函数： |I5?5 J\  
     D>e\OfTR:  
    —最小化TE的透过率 p-r%MnT  
     PB67 ?d~  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） g Pj0H&,.  
    # pB:LPEsK  
     f}Tr$r  
       [(F<|f:n  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 MH;%Y"EI  
    qg{<&V7fE  
     Sw@,<4S  
    *>p(]_s,  
    优化的自由变量为： 3ZlGbP#3w  
    .^IhH|U  
    —缝宽：10—190mm ]N"F?3J 8  
     4 6lEJ  
    —光栅深度：20—200nm WTYFtZD[yH  
     ?EQ^n3U$  
    优化算法： )B$P#dP)i  
     x0h3jw+6  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。  5vF}F^  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 "5JNXo,H  
     &:I +]G/W  
    光路流程图和偏振分析器： ~P#zhHw  
     6Hbf9,vI  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ^+Vk#_2Q  
     xhkWKB/7  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 EN)A"  
    lJzy)ne  
    Parameter Run 的全局搜索： SslY]d]  
     +aw>p_\  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 "I}Z2  
     <h_P+ nz  
    Parameter Run 设置 -y*_.Ws9  
     k gu[!hD1  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； +'qX sfc  
     >`<2}Me6  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； "x|NG,<[9  
     A$%!9Cma  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 %FyygTb;S  
     G(0y|Eq  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ff}a <w  
     U\Ar*b)/T  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 loUl$X.u  
    优化函数依据迭代次数进行显示： CFJjh^ ~=  
    z34>,0  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 T6I%FXm}  
     jfY{z=*]u  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 k<Tez{<  
     J/x@$'  
    参数构成： HD:%Yv  
     +|?|8"Qg  
    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%； r[v-?W'  
    hyOm9WU  
      
    uPFHlT  
    局部参数优化： .b#9q6F-/  
    PyMVTP4  
    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。 0Ox|^V  
    E./__Mz@  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； kWs+2j  
    iTLW<wG  
    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。 >nhE%:X>  
    +qdIj] v  
    [{@zb-h  
    d=?Mj]  
    参数定义： ~y)bYG!G  
    {,Bb"0 \  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 7rdw`  
    _3.G\/>[K  
    缝宽10—190nm权重1e20 7V} ]C>G  
    kG$E tE#  
    优化函数定义： fK'.wX9  
    <rB3[IJo  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） !{Q:(B#ec  
    zkh hN"bX  
    ——偏振对比度大于50（全波段） $U>/i@D  
    RVkU+7  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 *qPdZ   
    Uvh~B^6  
    +5HnZ?E\  
    选择下山简法进行局部优化。 W-z90k4Z5  
    qX5yN| A4  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 ou'~{-_xd  
    M@~~f   
       #v4LoNm  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 zLsb`)!  
    x6^l6N  
    优化过的参数为： :xFu_%7  
    yuHZ&e  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% S9 G+#[.|  
    Tm)GC_  
    结论： GIm " )}W  
    FxCZRo&  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 sno`=+|U]  
    ](W5.a,-$L  
    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。 wjTNO0hj  
    2W^B{ZS;  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 uf)W-Er6~  
    QQ：2284816954 备注：光学     b!0DH[XKV  
     
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