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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 -.b Io  
     n=G>y7b  
    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。 =tS[&6/  
     /=muj9|+s  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 r,3Ww2X-  
     Tw`c6^%^y  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 S:p.W=TAB  
    ;WvYzd9  
    相关案例：100.01,101.01 68p\WheCal  
     xxLgC;>[  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 -B*<Q[_  
     xH"W}-#[  
    建模任务： D%jD 8p  
     piYws<Q  
    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。 S2'`|uI  
     +EST58  
    B:3+',i1  
    优化目标： l:zU_J6  
    Q{qj  
    —TE模偏振光的透过率最大化 V@#*``M,3  
     X(r)Z\  
    —TM模偏振光的透过率最小化 $Yx6#m}[M  
     7 >PF~=  
    优化函数： bmj8WZ  
     9C557$nS^  
    —最小化TE的透过率 -5V)q.Og  
     ?418*tXd  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） _W@,@hOH  
    ( }]37  
     r@*=|0(OrK  
       c&7Do}  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 E8T"{ R80  
    ,+ns {ppn  
     \LO_Nu9  
    =bs.2aN&^  
    优化的自由变量为： ! Q|J']|  
    u<l# xud  
    —缝宽：10—190mm ?%cn'=>ZI  
     j+_S$T8w  
    —光栅深度：20—200nm a. h?4+^bN  
     0Jm]f/iZ  
    优化算法： 6 QN1+MwB  
     QD$}-D[  
    —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。 *Rz{44LP&  
    —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。 sg3h i"Im  
     KI E k/]<H  
    光路流程图和偏振分析器： -Wl)Lez@  
     PHQ{-b?4t  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 `t{D7I7  
     'R^iKNPs  
    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。 jZXVsd  
    GN\8![J  
    Parameter Run 的全局搜索： i Td-n9  
     25xcD1*  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 /a@ kS  
     q<-%L1kc 1  
    Parameter Run 设置 HzP.aw4  
     \Os:6U=X-  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； _ymJ~MK  
     _FL<egK  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； sS C?io  
     jmkRP"ZnA  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 3H1Pp*PH  
     fH-NU-"  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 (l Lu?NpIi  
     i4hJE  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Q 2*/`L}m\  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ?sV[MsOsC  
    ?K0U3V$s  
    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。 jyNb(Z  
     FI\IY R  
    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。 1+R:3(AC  
     T}UT 7W|  
    参数构成： LRWOBD  
     aw1P5aPmX  
    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%； }.'Z =yy  
    DYX-5~;!  
      
    GOGt?iw*<  
    局部参数优化： L*P_vCC  
    W3^.5I  
    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。 _Aa[?2 O  
    qc3~cH.@  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； |Z d]= tue  
    ~u! gUJ:  
    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。 &(g|="T  
    jM*AL X  
    7k `_#  
    w5,6$#  
    参数定义： ^b=XV&{q  
    K${}r0   
    规划深度为20-200nm，权重1e20 JfkTw~'R  
    =:4?>2)  
    缝宽10—190nm权重1e20 r]9e^  
    q?yMa9ZZky  
    优化函数定义： ?!H)zz6y  
    @.k5MOn  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ovz#  
    u)7*Rj^  
    ——偏振对比度大于50（全波段） |ixGY^3;  
    9<v}LeX  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 f4 Q( 1(C  
    ^1.7Juvb  
    @m?{80;uQ  
    选择下山简法进行局部优化。 R3?:\d{  
    +lKrj\Xj  
    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。 qp\BV#E  
    %lV@:"G  
       rhIGOk1k  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 qL3@PSN?|  
    )=Zsv40O  
    优化过的参数为： FOSbe]  
    c#  xO<  
    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% <PioQ>~  
    !_dR'  
    结论： ]% Y\ZIS  
    }'TTtV:Q  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 !y%+GwoW  
    _jmkl B  
    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。 JR)/c6j  
    x<s|vgl|  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 #X5hS w;  
    QQ：2284816954 备注：光学     \6:>{0\  
     
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