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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 z7P~SM  
     H_| re  
    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。 &U([Wd?E2  
     rmWs o b  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 X(#8EY}X  
      3U!=R-  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 _sL;E<)y(  
    AG;KXL[V  
    相关案例：100.01,101.01 g2M1zRm;  
     RHbbj}B  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 F$:UvW@e1  
     @W==)S%O  
    建模任务： (WY9EJ<s,  
     'w<^4/L Q  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 kaIns  
     t0/Ol'kgs  
    'V <ZmJ2  
    优化目标： }!|$;3t+c  
    :v$)Z~  
    —TE模偏振光的透过率最大化 tehWGqx)  
     XW^Pz (  
    —TM模偏振光的透过率最小化 t56PzT'M  
      <pD  
    优化函数： z_A\\  
     4+p1`  
    —最小化TE的透过率 nKEw$~F  
     OJM2t`}_t  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） _)YB*z5  
    ' eWG v  
     j+gh*\:q  
       l0ZK)  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 *M>~$h7  
    +br' 2Pn  
     cbzS7q<)  
    8$IUit h  
    优化的自由变量为： OCCC' k  
    0&\71txrzg  
    —缝宽：10—190mm %t74*cX  
     j>.1RG  
    —光栅深度：20—200nm uFlf#t =  
     `/i/AZ{  
    优化算法： )U]q{0`  
     PTXS8e4  
    —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。 9.#")%_p  
    —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。 5 5Mtjqfp  
     *o(bB!q"c  
    光路流程图和偏振分析器： D+q z`  
     Mdp'u$^!  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 !u4eI0?R?  
     VOg'_#I  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 2$o\`^dy  
    zh(=kS `  
    Parameter Run 的全局搜索： CalW J  
     Q?`s4P)14o  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 Bw[#,_  
     iHQ$L# 7  
    Parameter Run 设置 2Ib 1D  
     )g]A 'A=  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 6Tm7|2R  
     4gmlK,a  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； !i@A}$y  
     A4KkX  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Uw3wR!:  
     @2_ E9{T  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ']1a  
     vuJEPn%  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ]Qp-$)N  
    优化函数依据迭代次数进行显示： %`/F> `  
    ) <w`:wD  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 wqzpFPk(  
     P9q=tC3^  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 hC]:+.Q+  
     )N\B C  
    参数构成： D& &71X '  
     [ThAv Q_$  
    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%； |fgh ryI,  
      
    >S{8sN  
    局部参数优化： W}%[i+  
    $}us+hGZ  
    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。 $) qL=kR  
    r;wm`(e  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； g{2~G6%;0  
    E9 @Sc>e  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 Y&DoA0/y  
    rD !GEU  
    6C ?,V3Z  
    (eHTXk*V`  
    参数定义： it-2]Nw  
    i]qxF&1  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 J*Cf1 D5!  
    X7tBpyi  
    缝宽10—190nm权重1e20 ::cI4D  
    Z=a~0&G  
    优化函数定义： TWfk r  
    QDb8W*&<  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） g{K \  
    WQB V~.<Yv  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 7fl{<uf  
    KUHkjA_  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 8{6`?qst@  
    @_ UI;*V  
    "/3YV%to-#  
    选择下山简法进行局部优化。 _|;{{8*?  
    ^U,Dx  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 K@:t6  
    ,,7hVw  
       nXjSf  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Eb5BJ-XeS^  
    ?t/\ ID  
    优化过的参数为： |M18/{  
    +NeoGnj  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% #GUD^#Jh  
    s'Qmr s a  
    结论： Qx_N,1>S  
    GBT219Z@8  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 pA_e{P/  
    = U[$i"+  
    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。 3[ xHY@c  
    N-45LS@  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 -*kZ2grLt  
    z$M-UxY  
    joNV4v"=`  
    QQ：2987619807     g?cxqC<  
     
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