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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: 2021-01-06
    案例315.01：光栅起偏器的参数优化 C3EQz r`  
     gA 0:qEL\  
    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。 Zpfsh2`  
     OwhMtYq  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 r8.R?5F@  
     ug]WIG7 S  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 d/I,`  
    3[mVPV  
    相关案例：100.01,101.01 fBtTJ+51}  
     W&E?#=*X  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 OW}ny  
     a<%Ivqni  
    建模任务： OV<'v%_&  
     M<h2+0(il  
    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。 a3t[Tk;  
     ;2Aqztp  
    [D/q  
    优化目标：  bT(}=j  
    ^{f ^%)X  
    —TE模偏振光的透过率最大化 p0c*)_a*  
     A HnXN%m  
    —TM模偏振光的透过率最小化 )1#J4  
     tf1iRXf8  
    优化函数： a=m4)tjk  
     44e:K5;]7  
    —最小化TE的透过率 1 Hw%DJ  
     !vd(WKq  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） }Xa1K;KM{  
    6"@`iY  
     jtS-nQ|  
       -^C^3pms  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 {lv@V*_Y0  
    V)|]w[(Y  
     "{TVd>9_  
    @\ udaZc  
    优化的自由变量为： JDbRv'F:(  
    /6Bm <k%  
    —缝宽：10—190mm 4MM /i}  
     Fa ]|Y  
    —光栅深度：20—200nm pNt,RRoR  
     yRd[ $p  
    优化算法： MS7rD%(,'  
     a!?JVhD&  
    —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。 =}F}XSvXH  
    —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。 ,,}& Q%5  
     eMHBY6<~=  
    光路流程图和偏振分析器： T?lp:~d  
     msf%i!  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 _bsAF^ ;  
     7{W#i<W  
    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。 Bp:PAy  
    g \;,NW^  
    Parameter Run 的全局搜索： Fy#y.jK9v  
     ~<.%sVwE  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 k-CW?=  
     9-ei#|Vnt[  
    Parameter Run 设置 \+iZdZD  
     z^,P2kqK_  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； %]"eN{Uvn  
     >f\$~cp  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； Rz03he  
     $j(laD#AR  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 . DrGr:UW  
     &x"hM  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 b)(si/]\  
     \281X  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 Z [Q jl*  
    优化函数依据迭代次数进行显示： FE=vUQXE2  
    ~pt#'65}:  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 X$A[~v  
     JHJIjYG>P  
    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。 { POfT m}  
     2G&H[`  
    参数构成： s=8$h:^9>  
     PP{s&(  
    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%； q.:j yj6  
      
    nvInq2T 1  
    局部参数优化： ]K-B#D{P  
    Xs Ey8V  
    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。 ;659E_y>  
    $z,rN\[  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； MwE^.6xl{  
    =38c}(  
    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。 kNg{  
    @v~<E?Un  
    -Pp =)_O  
    SdXAL  
    参数定义： 2=RQ,@s  
    *r/o \pyH  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Ha/Gn !l  
    #,S0uA  
    缝宽10—190nm权重1e20 "ivSpec.V  
    lz:+y/+1  
    优化函数定义： FIN0~ 8  
    k vF[d{l  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） N"Cd{3  
    lPA:ho/`:  
    ——偏振对比度大于50（全波段） zbZN-j#  
    j&l2n2z  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 }>yQ!3/i  
    ;mauA#vd  
    7Um3m yXU  
    选择下山简法进行局部优化。 ;\54(x}|K  
    S{S.H?{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。 f)#nXTXeC  
    ;~"#aL50fe  
       1#V&'A  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 MT^krv(G  
    t@cImmh\T  
    优化过的参数为： '/GZ/$a_l  
    ' fka?lL  
    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% evE$$# 6R  
    !glGW[r/7  
    结论： &\5%C\0Z<  
    Eemk2>iP?  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 &d6  
    9$=o({  
    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。 oLc  
    en8l:INX  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ]}9D*V  
    9t"/@CH{  
    EViDMp"  
    QQ：2987619807     tW \q;_DSr  
     
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