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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 #EO9UW5  
     9zZr^{lUl  
    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。 cFaaLUZk  
     Q7*SE%H  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 q'|rgT  
     Yb +yw_5  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 sA/pVU  
    `JOOnTenQ  
    相关案例：100.01,101.01 Kw -gojZ  
     ,#Iu 7di  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 GYJ80k|  
     UADFnwR[R  
    建模任务： jNTjSX  
     Q 7   
    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。 fhar&\;S  
     Kh,V.+7k  
    _I:~@  
    优化目标： ^?U!pq -`  
    u6T+Cg  
    —TE模偏振光的透过率最大化 7{e% u#  
     xgbJ2Mh  
    —TM模偏振光的透过率最小化 #i@;J]x(  
     ^c<ucv6.  
    优化函数： ;-9=RI0  
     8C[C{qOJ  
    —最小化TE的透过率 1xD=ffM>8N  
     vtw6FX_B  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） Rec6c&5_  
    [baiH|5>  
     uZc`jNc\  
       Z9MdD>uwi  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 f%Ns[S~r  
    } ~h3c|  
     o}W%I/s  
    /]=C{)8  
    优化的自由变量为： eAXc:222  
    =+ytTQc*ot  
    —缝宽：10—190mm TcIcS]w%  
     OZx W?wnd  
    —光栅深度：20—200nm aa?w:3  
     n1~o1  
    优化算法： 3 DDML,  
     hJn%mdx~w|  
    —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。 z8QAo\_I(  
    —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。 1nQWW9i  
     _9JhL:cY  
    光路流程图和偏振分析器： &{>cZh}\  
     /e7O$L)   
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 iMIlZ  
     Qj,]N@7  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 nN*w~f"  
    ;u;#g  
    Parameter Run 的全局搜索： f#?fxUH~  
     LA@w:Fg  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 K%"5ImM  
     LNrX;{ Z  
    Parameter Run 设置 F{EnOr`,m=  
     3|1i lP  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； SF&BbjBE0  
     & @s!<9$W  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 6b+b/>G0  
     ]Bm/eRy"  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Pdt6nzfr  
     u:[vaBh91  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 CACTE  
     w S4.8iJ  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 (@t(?Js  
    优化函数依据迭代次数进行显示： c/zJv*}x ?  
    aemc2b*  
    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。 &$]v h  
     (>VX-Y/  
    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。 `|,`QqDQ  
     --HF8_8;'  
    参数构成： ROk5]b.  
     3T"j)R_=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%； !X"K=zt"  
      
    @r#v[I  
    局部参数优化： v1%uxthW  
    U7oo$gW%|T  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 sYjpU  
    ^;/b+ /B0  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； :|Ad:fEs  
    um4yF*3b9  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 D+]a.& {p  
    /RHo1  
    mH Ic f{RG  
    SILQ  
    参数定义： b!sRk@LGZ  
    2_zp:v  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ZJwrLV  
    ,!dh2xNH^  
    缝宽10—190nm权重1e20 >p.O0G gg  
    #$c Rkw  
    优化函数定义： 6`v7c!7  
    1_\;- !t  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 4g : >[q  
    COW}o~3-4  
    ——偏振对比度大于50（全波段） Y}uCP1v  
    FI3)i>CnW  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 hjIT_{mk  
    D9FJ 1~  
    m|=H#  
    选择下山简法进行局部优化。 =,Dqqf  
    ~ECD`N<YF  
    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。 .Fnwm}  
    9G+V;0Q  
       h"_~7 jq"  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 9(6I<]#  
    ``OD.aY^s  
    优化过的参数为： &|!7Z4N  
    Kj<^zo%w  
    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% uO=aaKG  
    =li|  
    结论： 9A,^c;  
    Zf'TJ `S  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 :{oZ~<  
    i{ \%e  
    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。 # m[|2R  
    ,t`Kv1  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 d1U\ft:gV  
    !"<MsoY@  
    `67[O4$<  
    QQ：2987619807     #Sa27$&.>  
     
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