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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 t?;T3k[RM  
     {5c]Mn"r  
    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。 fYebB7Pv  
     ~ aZedQc  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 mzL[/B#>M  
     T0j2a &Pv  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 v}Wmd4Y'  
    {u7##Vrgt8  
    相关案例：100.01,101.01 JU0]Wq<^[  
     !- C' }  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 8F;>5i  
     ^ L:cjY/  
    建模任务： Al)$An-  
     Q/_[--0&#  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 " oy\_1|  
     j{#Wn !,  
    gL$&@NY  
    优化目标： lp&!lb`  
    h?@G$%2  
    —TE模偏振光的透过率最大化 mXjgs8 s  
     8uG0^h}  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Y5A~E#zw  
     l52a\/  
    优化函数： WoL9V"]  
     >AD =31lq  
    —最小化TE的透过率 }|8*sk#[  
     <v]9lw'  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） ,W5.:0Y;f[  
    _|c&@M  
     ^. X[)U  
       !MZw#=D`  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 bk#xiuwT  
    5?u[XAE  
     Qb^q+C)o]  
    V:K;] h*!  
    优化的自由变量为： y<r}"TAf-  
    u7]<=*V]  
    —缝宽：10—190mm X\GM/A  
     ;cP8?U  
    —光栅深度：20—200nm [p;*r)f2}  
     Yt1mB[&f^  
    优化算法： .{dE}2^  
     "mj^+u-  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 G^h_ YjR`*  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 +!>LY  
     go|>o5!g  
    光路流程图和偏振分析器： :=g.o;(/N  
     VAj<E0>  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 y]qsyR18i  
     tbj=~xYf  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 2/Nq'  
    n`5WXpz4;  
    Parameter Run 的全局搜索： g,lY ut  
     U~is-+Uq  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 IvU{Xm"qB  
     4 \Di,PPu  
    Parameter Run 设置 ")\aJ8  
     L=A\ J^%  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； tjzA)/T,4  
     qb7^VIo%c  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； VyZV (k  
     `"<2)yq?  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 ?vbDB4  
     b :\D\X  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 }""p)Y&  
     8]*Q79  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Lt<oi8'N  
    优化函数依据迭代次数进行显示： c>MY$-PD  
    B3b,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。 'C]jwxy  
     _EKF-&Q6  
    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。 Qilj/x68  
     V9jFjc?  
    参数构成： # cWHDRLX  
     9+VF<;Xw  
    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%； "Pdvmur  
    0/A-#'>  
      
    & l^n4  
    局部参数优化： &-F"+v,+  
    {visv{R<  
    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。  # eEvF  
    9".Uc8^p/F  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ~I)uWo  
    6Kht:WE  
    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。 /#\?1)jCK  
    7+8bL{  
    -- S"w@  
     Ec.)!Hu  
    参数定义： %F3}/2  
    7 6*hc   
    规划深度为20-200nm，权重1e20 s>J3\PC  
    24|<<Xn  
    缝宽10—190nm权重1e20 ,?w!5N;iRO  
    jEE_D +K  
    优化函数定义： {d}26 $<$]  
    Em9my2oE  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） A:xb!= 2  
    o}!&y?mp  
    ——偏振对比度大于50（全波段） >C^/,/%v  
    jaa/k@OG  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 Zjt9vS)  
    vK'9{q|g  
    y[p6y[r*  
    选择下山简法进行局部优化。 !G>(j   
    EFNdiv$wF  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Ps|QW  
    |$w0+bV*  
       5F03y`@ u  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 ZpTi:3>  
    jDp]R_i  
    优化过的参数为： v['AB4  
    lYdQB[l  
    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% &08 Tns"  
    / (.'*biQ  
    结论： W&LBh%"g  
    h+ TB]  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 |WUA1g  
    2}|vWKej{  
    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。 ?9,YVylg  
    K wQXA'  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 : (RL8  
    QQ：2284816954 备注：光学     <JJkki  
     
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