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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 4_=Ja2v8;`  
     <nHkg<O6Y  
    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。 tY/vL^mi  
     k4\UK#ODe  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 w4};q%OBj  
     W6/ @W  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 5>_5]t {  
    x4kWLy7Sz  
    相关案例：100.01,101.01 X9=N%GY[  
     [xlIG}e9  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 `wz[='yM  
     {E_{JB~`  
    建模任务： 963aW*r  
     O[q\e<V<  
    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。 5f7zk  
     z~oDWANP  
    q!lP"J  
    优化目标： \Sy7 "a  
    c4mh EE-  
    —TE模偏振光的透过率最大化 KG9t3<-`  
     p<GR SJIk=  
    —TM模偏振光的透过率最小化 </~ 6f(mg  
     yW7'?  
    优化函数： _ -..~K.|  
     QfpuZEUK  
    —最小化TE的透过率 @cvP0A  
     t%VDRZo7  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） tjnPyaJEl  
    V2d,ksKwn  
     ]ya; v '  
       t'qL[r%?  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 0~WF{_0|  
    I*|P@0  
     /pH(WHT+/H  
    b~Y%gC)FR  
    优化的自由变量为： $W8Cf[a  
    2)0b2QbQ  
    —缝宽：10—190mm #;VA5<M8  
     /YKMKtE  
    —光栅深度：20—200nm !X^Ce)1K  
     B;#J"6w  
    优化算法： s95F#>dr  
     :py\ |  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 IVvtX}  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 epD?K  
     ,_v|#g@{  
    光路流程图和偏振分析器： lx0 ~>K]  
     #CUz uk&  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 ,^s0</v e  
     m]Y;c_DO:  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 ?;ukvD  
    k#>hg#G  
    Parameter Run 的全局搜索： zd %rs~*c  
     -6~'cm  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 cD}Sf>  
     'o4p#`R:8  
    Parameter Run 设置 }M>r E  
       WY  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； <E,%@  
     ?? qq:`s  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； jQs>`P-CM  
     X$?3U!  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 Zl/< w(f_  
     X* eW#|$\  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 %ati7{2!  
     <v 0*]NiX  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 p]G3)s@>  
    优化函数依据迭代次数进行显示： GRqT-/n"  
    pV[''  
    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。 `8_z!)  
     )Di \_/G  
    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。 I s57F4[}  
     PgM(l3x  
    参数构成： k\r(=cex6  
     !vD{Df>  
    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%； :\ QUs}  
      
    H U+ I  
    局部参数优化： _RkuBOv@e  
    Z=S>0|`R  
    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。 s0u{d qP  
    ~g;   
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； K{fsn4rk  
    LaMLv<)k  
    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`-}m'  
    xG2F!WeF  
    kJ:F *34e=  
    ksR1k vTm  
    参数定义： bO5k6i  
    ]bdFr/!'S+  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 >ezi3Zx^  
    ,,L2(N  
    缝宽10—190nm权重1e20  cgu~  
    7Cqcb>\X  
    优化函数定义： vV?rpe|%  
    H].y w9  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 2.e vx  
    TtD@'QXq  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ./6<r OW  
    %qf  V+^  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 y3u+_KY-  
    una%[jTc  
    sM[I4 .A3  
    选择下山简法进行局部优化。 1j-te-}"c  
    Y/ot3[  
    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。 =WZqQq{  
    YcX/{L[9o  
       _,74)l1  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 eW'2AT?2H%  
    =:,xxqy  
    优化过的参数为： '\#EIG  
    m#/_x  
    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% 1nknSw#  
     $!@\  
    结论： >ydRSr^  
    C#V ~Y  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 <bck~E  
    E\ 8  
    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。 Q;Wj?8}  
    &)F*@C-  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 YV4#%I!<  
    |C%Pjl^YkV  
    ?']h%'Q  
    QQ：2987619807     '|>9C^E9X  
     
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