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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 H3 , ut  
     AEY$@!8  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 ks*Y9D*=  
     wJe?t$ac?  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 !;S"&mcPDJ  
     5Fm av5  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 )tS-.PrA-  
    ]dSK wxk  
    相关案例：100.01,101.01 "xe=N  
     Tk*w3c"$  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 pj0fM{E  
     >O#grDXb  
    建模任务： Tkw;pb  
     oKA&An  
    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。 ZtK\HDdp  
     *FK`&(B+}  
     %v+=;jw  
    优化目标： Pao%pA.<  
    +f>cxA  
    —TE模偏振光的透过率最大化 z x@$RS+]  
     d--'Rn5  
    —TM模偏振光的透过率最小化 1D F/6y  
     d;7 uFh|o  
    优化函数： !lTda<;]  
      rkB'Hf  
    —最小化TE的透过率 =Q<L eh=G  
     Y ya`&V  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Ub_4yN;  
    QJn`WSw$_-  
     xyA-P& N  
       \, &9  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 >Kivuc  
    ,+`HQdq  
     kM/Te{<  
    }7s>B24J  
    优化的自由变量为： +oc >S  
    JWv{=_2w  
    —缝宽：10—190mm >9H@|[C  
     ;`dh fcU  
    —光栅深度：20—200nm t *G/]  
     VsK>6S\T  
    优化算法： uH@FU60  
     WG7k(Sp ]  
    —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。 pI.+"Hz  
    —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。 I.'b'-^  
     (:pq77  
    光路流程图和偏振分析器： 4)6xU4eBaL  
     Dg HaOAdU  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 8RW&r  
     "TcW4U9  
    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。 ORN6vX(1  
    IA&L]  
    Parameter Run 的全局搜索： k]A8% z  
     O#a6+W"U  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 D${={x  
     o|BP$P8V  
    Parameter Run 设置 3+Qxg+<  
     k S# CEU7  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； O81X ;JdP3  
     laKuOx}  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； E Y<8B3y  
     ~EzaC?fQ  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 LQYy;<K  
     h}`!(K^;3  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 |RkcDrB~  
     S~Z|PLtF  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 MPgS!V1  
    优化函数依据迭代次数进行显示： /u%h8!"R  
    nl aM  
    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。 H9)m^ *  
     M:KbD|  
    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。 *l+OlQI0+  
     B+d<F[ |  
    参数构成： (>4aibA'P  
     2& PPz}Sw  
    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%； 51C2u)HE  
    <h).fX  
      
    3.d"rl  
    局部参数优化： \c v?^AI  
    6lwta`2  
    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。 'ly?P8h  
    vbx6I>\Y  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 7?8wyk|x  
    9^"b*&>P  
    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。 @ V08U!  
    ~\)qi=  
    Zn=T#o  
    %J:SO_6  
    参数定义： ,;?S\V  
    Ji1Pz)fq  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 -oeL{9;  
    0~wF3BgV  
    缝宽10—190nm权重1e20 @vL20O.  
    {>LIMG-f  
    优化函数定义： {t"+ 3zy'  
    A[IL H_w  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） R[z`:1lo  
    f<=Fsl  
    ——偏振对比度大于50（全波段） YjF|XPv+ l  
    DFhXx6]  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 _lzyMEdr  
    NN0$}acp  
    YprH wL  
    选择下山简法进行局部优化。 |(m oWY=  
    WW+l'6.  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 "mL++>ZSQ  
    6S6f\gAM  
       HEL!GC>#  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 DRqZ,[!+  
    Uv YF[@  
    优化过的参数为： &l$Q^g  
    vZ/6\Cz  
    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% (b?{xf'G  
    X[#zCM  
    结论： *  tCS  
    08X_}97#WF  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 Pe C7  
    !O\;Nua  
    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。 [E#UGJ@  
    [."[pY  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 DD" $1o"  
    QQ：2284816954 备注：光学     zR!o{8  
     
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