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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 De_</1Au!2  
     bph*X{lFK  
    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。 (Nahtx!/9  
     ?s]`G'=>V`  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 =.a ]?&Yyh  
      P+0xi  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 `9l\ ~t(M  
    KF)i66  
    相关案例：100.01,101.01 ,GIqRT4K  
     &?6w 2[}  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 j+hoj2(  
     6pR#z@,  
    建模任务： GB3B4)cX4Y  
     `uHpj`EU  
    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。 3)a29uc:U  
     DG=Ap:sl*$  
    o=QF>\ \  
    优化目标： N sL"p2w~  
    ,m,vo_Ub  
    —TE模偏振光的透过率最大化 lv*uXg.k^  
     }HorR2(`N  
    —TM模偏振光的透过率最小化 (?y2@I}  
     p%1m&/ `F  
    优化函数： ud D[hPJd  
     qGCg3u6  
    —最小化TE的透过率 ;7k7/f:  
     4 G[hU4L  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） [Gy'0P(EQ  
    zP}v2  
     sEyl\GL  
       -d'|X`^nE  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 "lf3hWGw  
    YWrY{6M  
     g"S+V#R  
    ZiYzsn  
    优化的自由变量为： {C6;$#7P  
    GuvF   
    —缝宽：10—190mm 79g>7<vp  
     T l(uqY?9  
    —光栅深度：20—200nm v^fOT5\  
     L"%eQHEC&  
    优化算法： #/<Y!qV&  
     4CT9-2UC  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 1iL xXd  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 \|` Pul$  
     P%HyIODS  
    光路流程图和偏振分析器： DW&')gfQ  
     TR_oI<xB2  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 9mphj)`d;#  
     AiK4t-  
    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。 h\\2r>  
    JBAK*g  
    Parameter Run 的全局搜索： 8k?L{hF|nW  
     (Gc`3jJ  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 G;c0  
     %uqD\`-  
    Parameter Run 设置 'xoE [0!  
     7Sq{A@ ET  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； f ?zK "  
     <JM%Kn )  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； %&+R":Bw  
     bu]Se6%}  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 P Xn>x8z  
     9~%]|_(  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 ^i)Q CDU7  
     !nBm}E7d  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 xh^ZI6L<  
    优化函数依据迭代次数进行显示： )6 0f  
    @ZR4%A"X4  
    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。 {)9HS~e T  
     @ ^6OV)  
    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。 (`.qG &6p  
     X3L[y\  
    参数构成： <;0N@  
     #r^@*<{^  
    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%； exEld  
      
    V3~a!k  
    局部参数优化： Y1aF._Z  
    $o$Ev@mi  
    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。 Q[Sd  
    I+j|'=M  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ) a\DS yr  
    ) wo2GF  
    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。 !^bB/e  
    q '{<c3&  
    ],}afa!A  
    C\^<v&  
    参数定义： 4[CBW  
    = *;Xc-_  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 lJ]\  
    +'Y( V&  
    缝宽10—190nm权重1e20 uC*:#[  
    2|H91Y2  
    优化函数定义： 2DC cGKa"  
    :;*#Qh3"  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） 8xpYQ<cax  
    R{xyme@"^  
    ——偏振对比度大于50（全波段） &J/4J  
    ctUF/[_w;  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 w H_n$w  
    .Lr)~  
    )\D40,p  
    选择下山简法进行局部优化。 [T[9*6Kt  
    w]Ko/;;^2  
    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。 Y^ZBA\D2,k  
     2H K  
       uJ/?+5TU  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 +`s&i%{1>  
    @+\S!o3m  
    优化过的参数为： $,QpSK`9i  
    "X{aS}  
    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% q4.dLU,1  
    HLoQ}oK|K  
    结论： m!#)JFe67  
    Ij6Wz. *  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ss0'GfP  
    C=dx4U~   
    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。 ,8xP8T~Kmv  
    SC $`  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 [#>$k 6F*  
    oLqbR?  
    $uFh$f  
    QQ：2987619807     EB29vHAt~  
     
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