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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: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 ;<0~^,Xm  
     c;yp}k]\  
    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。 /Gb)BJk!  
     ,}>b\(Lk  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 z([HGq5  
     !VudZ]Sg  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 O\]{6+$fm!  
    wJgGw5  
    相关案例：100.01,101.01 A+\rGVNH'S  
     ,ag* /  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 M[iWWCX  
     mQU t 'j4  
    建模任务： ao (Lv+  
     ?e+y7K}"]  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 m*7RC4"J  
     s{Y-Vdx  
    :Us+u-~  
    优化目标： x @9rc,by  
    q!5`9u6  
    —TE模偏振光的透过率最大化 fp3`O9+em  
     pOl6x iMx  
    —TM模偏振光的透过率最小化 7fT_]H8  
     &f)pU>Di  
    优化函数： j&8G tE1b  
     <{Rz1CMc  
    —最小化TE的透过率 n{m[ j+UG  
     =gd~rk9  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） /;}o0 DYeW  
    }C=+Tn  
     1^WkW\9kO  
       KYg'=({x  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 rC/z8m3z  
    ]yFO~4Nu  
     >oAXS\Ts  
    ;__k*<+{.  
    优化的自由变量为： ?xQm_ 91X^  
    Wh%@  
    —缝宽：10—190mm `'bu8JK  
     \x8'K  
    —光栅深度：20—200nm o6 :]Hvqjr  
     "p>kiNu  
    优化算法：  Qk.[#  
     hb)83mH}  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 rZ RTQ  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 h}oV)z6  
     iE ,"YCK  
    光路流程图和偏振分析器： 99~-TiU  
     T{'oR .g,  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 -Ji uq  
     qUQP.4Z95  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。  6\QsK96_  
    {q);1Nnf  
    Parameter Run 的全局搜索： 2aUE<@RU[  
     5F 8'f)  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 AC?a:{ ./  
     j#H&~f  
    Parameter Run 设置 M=5hp&=  
     .&KC2#4   
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Fa X3@Sd!  
     -e+im(2D=  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； 5~i}!n  
     ECuNkmUI  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 4%SA%]a L1  
     H" pwIiC  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ~yRKNH*M  
     4(8BWP~.y2  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 |1+ mHp  
    优化函数依据迭代次数进行显示： J@4 Z+l9  
    v dU)  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 FaG&U  
     AnBD~h h  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 Nqbm,s  
     |q\Rvt$d  
    参数构成： YE-}1&8  
     iis}=i7|  
    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%； [XNDYaF8  
      
    O F?o  
    局部参数优化： j3'SM#X  
    L5]uT`Twa  
    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。 H+N6VVnO  
    &?APY9\.  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； $ 3.Y2&$T  
    >#5jO9  
    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。 l+^4y_  
    ebf/cC h  
    VzuU 0  
    Gmmh&Uj  
    参数定义： x0dBg~I  
    N >];xb>  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 TA"gU8YQ  
    $< .wQ8:Q  
    缝宽10—190nm权重1e20 nX+c HF  
    mf gUf  
    优化函数定义： B5#>ieM*  
    i#Z#(D `m  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） JuR x>F4  
    4 :M}Vz-  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 3'tq`t:SQ  
    7@!3.u1B  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。  ]l=iKl  
    4{ED~w|  
     4{D^ 4G  
    选择下山简法进行局部优化。 W!b'nRkq  
    r]bG,?|  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 rCdTn+O2  
    ?#/~ BZR!  
       _j\ 8u`^n  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 =O~Y6|  
    A7GWU{i  
    优化过的参数为： 3 E!F8GZ  
    -b'/}zz  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% >d^DN;p  
    BBRZlx  
    结论： F Xp_`9.zH  
    R"O,2+@<.  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 &MJ`rj[%  
    ;^so;>F  
    Parameter Run允许对参数空间进行全局搜索找到局部参数优化的合适起始点。 cbv%1DT3  
    [}?E,1Q3  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 tx}=c5  
    ~4`3p=$  
    D#d \1g  
    QQ：2987619807     SM[VHNr,-  
     
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