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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 "ji+~%`^[t  
     3"sXN)j  
    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。 s~ou$!|  
     v3G$9 (NE;  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 rs,'vV-2\  
     HA[7)T N1E  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 4_# (y^9  
    QP<.~^ao  
    相关案例：100.01,101.01 XM#nb$gl  
     8c>xgFWp9  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 Vt,P.CfdC  
     Xkk 8#Y":  
    建模任务： z`p9vlS[  
     u\"/EaQ{  
    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。 QMy1!:Z&!  
     i5|)|x3  
    +"1-W> HV  
    优化目标： xSDTO$U8%  
    c^&4m[?C[u  
    —TE模偏振光的透过率最大化 C=IN "  
     |9p0"#4u  
    —TM模偏振光的透过率最小化 /x4L,UJ= P  
     .gM6m8l9wp  
    优化函数： +(W7hK4ip  
     3`)ej`  
    —最小化TE的透过率 c`/=)IO4%  
     oS}fr?  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 9 Q*:II  
    i52JY&N  
     Z>l<.T"t'  
       ZAn9A>5_  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 `sg W0Uf  
    IkG;j+=  
     Az-!X!O*f  
    ;/kmV~KG  
    优化的自由变量为： i g .  
    +1@'2w{  
    —缝宽：10—190mm oX'@,(6)  
     OmK4 \_.  
    —光栅深度：20—200nm -f1lu*3\  
     ~)zxIO!  
    优化算法： $=`d[04  
     Z~}9^(qc  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 ]h=5d09z  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 _^`V0>Mh:  
     eKo=g|D  
    光路流程图和偏振分析器： V F b  
     E}THG=6  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 >;R7r|^k  
     3}fhU{-c  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 \Lg4Cx  
    WJ LqH<  
    Parameter Run 的全局搜索： b`% !\I  
     j(}pUV B  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 iXWB  
     ]EUQMyR  
    Parameter Run 设置 cd=K=P}p  
     .g?D3$|K  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 0Wc_m;  
     mNEh\4ai  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； e Qk5:{[  
     !w@i,zqu  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 C\vOxBAB  
     Qpj[]c5  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 mlUj%:Gm#  
     rl&.|;5uH;  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 atmW? Z  
    优化函数依据迭代次数进行显示： `M. I.Z_  
    2@@evQ  
    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。 .p?SPR  
     Xr'b{&  
    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。 8R-;cBT  
     @1<VvW=  
    参数构成： Aa]3jev  
     shP}T[<  
    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%； }B!io-}  
      
    -WR<tkK  
    局部参数优化： 2-W y@\  
    %o{IQ4Lz#  
    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。 6j+X@|2^  
    W-Vc6cq  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； )C mHC3  
    p=zTY7L  
    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。 4S[)5su  
    pYu6[  
    Q#.E-\=^  
    OdNcuiLa  
    参数定义： uPxjW"M+  
    WwWCN N~}  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 GCX?W`  
    45$aq~%as  
    缝宽10—190nm权重1e20 %+<1X?;,Fq  
    H* +7{;$  
    优化函数定义： 8xG"hJR  
    x5Fo?E  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） kHhku!CH  
    rLA-q||  
    ——偏振对比度大于50（全波段） *[BtW5 6-  
    h@\HPYi#.  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。  Y(2Z<d  
    t5u#[*  
    ='_3qn.  
    选择下山简法进行局部优化。 $bfmsCcHL  
    T:9M|mD  
    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。 [TFp2B~)#  
    [!8b jc]c  
       ;Ru[^p.{  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 m/(/!MVy  
    hY !>>  
    优化过的参数为： W:6#0b"_#  
    inZ0iU9dy  
    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% \pTv;(  
    dK,=9DQy5  
    结论： 2;3&&yK2b  
    9 `q(_\x  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 JG1q5j##]b  
    7,V_5M;t  
    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。 a" T+CA  
    apgKC;  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 _#+l?\u  
    |W@Ko%om  
    wL^x9O|`p9  
    QQ：2987619807     CdPQhv)m  
     
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