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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 L s=2!  
     q*oUd/F8  
    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。 E{*~>#+  
     EF?@f{YY$n  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 8#w}wGV*  
     shwKB 5  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 HKk;oG  
    HPGi5rU  
    相关案例：100.01,101.01 zhI} p.  
     hgCeU+H  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 MmBM\Dnv  
     xGq,hCQHV  
    建模任务： aU3 m{pE  
     \5$N> 2kO  
    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。 e}?#vTRI}  
     Z_Ox'  
    gg(^:`+  
    优化目标： L\8 tqy.  
    dQR2!yHEq  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ;K[`o/#4"  
     (yduU  
    —TM模偏振光的透过率最小化 >WMH.5p  
     jZcjiOX  
    优化函数： 8W 9%NW3&  
     yG5T;O&  
    —最小化TE的透过率 Af:4 XSO6  
     &>Q_  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） }*m:zD@8$  
    hSc$Sa8  
     ^.F@yo2}  
       2jf-vWV_  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 t i)foam  
    AG2iLictv  
     ,qak_bP  
    gOZ$rv^g  
    优化的自由变量为： KE+y'j#C3  
    pO$`(+q[  
    —缝宽：10—190mm |,j6cFNw  
     yOGa W~  
    —光栅深度：20—200nm HHD4#XcU  
     P@:#NU[  
    优化算法： e =Vu;  
     G6xdGUM  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 qtTys gv  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 | QJ!5nb  
     8w~I(2S:#  
    光路流程图和偏振分析器： =*qu:f\y  
     6#O n .Q  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 vbmSbZ"y  
     X&h4A4#P  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 _d&zHlc_  
    59 O;`y0  
    Parameter Run 的全局搜索： GwV2`2  
     )+Wx!c,mb  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 kssS,Ogf\_  
     gk~.u  
    Parameter Run 设置 vV-ATIf ^  
     &F[/@  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Y4}!9x  
     I@a7AuOw  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； f3s0.G#l  
     |cJyP9}n  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 C<2vuZD  
     cu]2`DF  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 g1L$+xD^  
     %xf6U>T  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 XRKL;|cd  
    优化函数依据迭代次数进行显示： fQlR;4QX]  
    (1fE^KF@f  
    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。 w"bQxS~$y  
     qi h7  
    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。 3k5OYUk  
     {*As-Y:'F  
    参数构成： Vp\BNq_!s  
     Ec[=~>;n{l  
    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%； zF.rsNY  
    {LbNKjn  
      
    -<sn+-uE:  
    局部参数优化： !E,$@mvd  
    .GM&]Hb  
    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。 :S0r)CNP  
    bS<lB!  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm；  $.(%7[  
    <g5Bt wo%  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 tfvX0J  
    zFqH)/  
    3 zp)!QJi  
    Y<X%'Wd\  
    参数定义： li8l+5d q  
    Am%zEt$c  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 EQ8jxr<p  
    hAHl+q)w?  
    缝宽10—190nm权重1e20 ;#P@(ZVT  
    ^.&uYF&  
    优化函数定义： _+N*4  
    HlBw:D(z:^  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） dY68wW>d|  
    6 9ia #  
    ——偏振对比度大于50（全波段） t=NPo+fm  
    Pon 2!$  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 '0GCaL*Sd  
    mQtGE[  
    ;hJTJMA6/6  
    选择下山简法进行局部优化。 2)h i(  
    X{P_HCd  
    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。 nV,qC .z  
    cP`f\\c  
       )t9<cJ=  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 YvHP]N{SA'  
    mS6 #\'Qa  
    优化过的参数为： N\l\ M  
    $GNN* WmHw  
    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% R lyF#X#7{  
    c<wsWs 4V  
    结论： thDQ44<#)  
    @bOhnd#W  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 8]]uk=P  
    #Z)e]4{!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。 $Lv,e\]  
    eZIqyw  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 6C4c.+S  
    QQ：2284816954 备注：光学     b %L8mX  
     
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