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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 %!$-N!e  
     O#U"c5%  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 8|tm`r`*Az  
     0$_imjZ  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 Q:Ms D.  
     '_&(Iwu  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 aKUr":z  
    /&|pXBY$;  
    相关案例：100.01,101.01 -*Pt781  
      !fV6KkV  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 ?^!dLW  
     i|O7nB@  
    建模任务： B*AMo5  
     w:LCm `d  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 SWGa%6|  
     D vKM>P%|  
    : [9'nR  
    优化目标： ppD ~xg]  
    g|HrhUT;  
    —TE模偏振光的透过率最大化 y,>m#6hx#  
     2&d&$Jg  
    —TM模偏振光的透过率最小化 c\'pA^m 6  
     &zd7t6  
    优化函数： BT1'@qF  
     ? 7EVmF  
    —最小化TE的透过率 ;E"mB4/)  
     iHn]yv3 #  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） N9PM.nbd%  
    T ?? aVe]c  
     7EO&:b]  
       MdjLAD)f+C  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 U:|v(U$"?  
    F)5Aq H/p  
     >z -(4Z  
    )89jP088V  
    优化的自由变量为： A m1W<`  
    *4:/<wI!  
    —缝宽：10—190mm 2ML6Lkk  
     Y fA\#N0;3  
    —光栅深度：20—200nm p4EItRZS  
     g DG m32  
    优化算法： L# 1vf  
     =eoxT  
    —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。 jq)|7_N  
    —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。 EXcjF  
     kAliCD)  
    光路流程图和偏振分析器： &FVlTo1  
     Hu7zmh5FF  
    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 g*[%Jf^  
     an`(?6d  
    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。 piotd,  
    ]e~^YZOs  
    Parameter Run 的全局搜索： <xjv7`G7  
     ejY5n2V#=  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 7YjucPH#  
     kw:D~E (  
    Parameter Run 设置 \87J~K'  
     I?g__u=n~  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； :*'?Ac ?  
     AS_+}*WSFQ  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； I<K/d  
     %u0;.3Gw  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 UjOhaj "h  
     O9X:1>a@i  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 gA1in  
     5a!e%jj  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ~+ wamX3  
    优化函数依据迭代次数进行显示： 7U`S9DDwq  
    ,HkhKbQ  
    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。 Su$1 t  
     cloSJmUlQ  
    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。 )V/lRR&  
     4`P2FnJ?  
    参数构成： 67\Ojl~(1  
     I*S`I|{J  
    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%； 9PqgBq   
      
    9Pp|d"6]y  
    局部参数优化： ,1;8DfVZV  
     M .`  
    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。 sVdK^|j  
    H!.D2J   
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； U.7y8#qf3R  
    tq:tY}:4  
    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。 ?b7g9 G4  
    <ii1nz  
    UdW(\%  
    * m&: Yje  
    参数定义： Cm;qDvj+u  
    ZHF(q6T  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 _<*GU@  
    RL Zf{Q>  
    缝宽10—190nm权重1e20 Te@6N\g  
    J1p75c%  
    优化函数定义： jc.JX_/  
    WmjzKCl  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） k\#-6evT  
    0yC`9g)(  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 2ZG1n#  
    MhI)7jj`mt  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 /4 LR0`A'  
    @fH&(@  
    n?LIphc\  
    选择下山简法进行局部优化。 OW^2S_H5  
    ki~y@@3I  
    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。 _/ }6  
    Ryq"\Q>+  
       LJ(n?/z%  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 Lcs{OW,  
    Lkl|4L   
    优化过的参数为： d$_q=ywc  
    x]R(twi  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% ?S&w0}R  
    p=~h|(M|  
    结论： N~$Zeq=  
    >GznG[Ku  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 (HaKF7Jsi  
    +|?|8"Qg  
    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。 J,1osG<6x  
    u.kYp  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 .i+* #djx  
    -N7xO)  
    |#&V:GZp  
    QQ：2987619807     M[K0t>ih  
     
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