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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 _o3e]{  
     )$GIN/i  
    这个案例说明了对于一个用于VIS光起偏的亚波长光栅的参数优化过程。 -NGK@Yk22  
     k`KGB  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 q<vf,D@{ !  
     UPU+ver  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 >TL^>D  
    vsB*rP=  
    相关案例：100.01,101.01 }j5 a[L  
     vT^Sk;E  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 dhPKHrS  
     +FG$x/\*0  
    建模任务： oih5B<&f#  
     .1 )RW5|c  
    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。 Rg&- 0b  
     2.uA|~qH  
    B:TR2G9UT  
    优化目标： NR%Y+8^M  
    }Rvm &?~O  
    —TE模偏振光的透过率最大化 cV K7  
     W[bmzvJ_X  
    —TM模偏振光的透过率最小化 kK>Xrj6  
     ]:]H:U]p  
    优化函数： -F/st  
     +ZsX*/TOn  
    —最小化TE的透过率 Y qdWctUY  
     F4#g?R ::U  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） 's?Ai2=#  
    Fe&qwq"  
     fN%jJ-[d  
       >>Ar$  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 hi2sec|;<  
    3k$[r$+"  
      P\m7 -  
    ]DG?R68DQ  
    优化的自由变量为： :t$aN|>y  
    Lm*VN~2  
    —缝宽：10—190mm n`Z"rwKmNw  
     D>L2o88  
    —光栅深度：20—200nm /c# `5L[  
     qem(s</:  
    优化算法： XE3aXK'R  
     k_|^kdWJ  
    —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。  NW9n  
    —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。 2C^B_FUg|]  
     sd re#@n}  
    光路流程图和偏振分析器： 'XOX@UH d  
     M(q'%XL^  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 kYwb -;  
     b4 #R!  
    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。 ;oO v/3  
    )ukpJ z""  
    Parameter Run 的全局搜索： :& XH?/Wi  
     ;Q0bT`/X  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 3:/'n  
     5r {;CKKz  
    Parameter Run 设置 !<@J6??a}s  
     / jTT5  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； |aToUi.Q%  
     Y$8JM  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； uYG^Pc^v  
     f7de'^t9  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 dj6*6qX0'^  
     S]3Ev#>  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 )U<Y0bZA!  
     ~|Y>:M+0Z  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 g+8hp@a  
    优化函数依据迭代次数进行显示： AN:@fZ  
    2 +5e0/_V  
    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。 [&S}dQ"  
     U!w1AY|  
    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。 "O>n@Q|  
     H&}ipaDO  
    参数构成： 4A`NJ  
     )x,8D ~p'  
    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%； n}-3o]ku  
      
    Br>Fpe$q4  
    局部参数优化： 36m5bYMd)  
    xgsjm) )  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 7\ SUr9[  
    2 -!L _W(  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； *v%rMU7,  
    M.}7pJ7f  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 c8 K3.&P6  
    {4 >mc'dv  
    Eu<1Bse;  
    he3SR @\T  
    参数定义： >n5:1.g  
    ni&*E~a  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 QvPD8B  
    3#kitmV  
    缝宽10—190nm权重1e20 @{ ;XZb^  
    eHg3}b2r  
    优化函数定义： w*j$uW6{  
    N^?9ZO   
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） ^>4o$}  
    =8 G&3 R  
    ——偏振对比度大于50（全波段） wYsZM/lw  
    JHn*->m  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 q(^Q3  
    <pLT'Y=  
    X+8B!F  
    选择下山简法进行局部优化。 /G{_7cb  
    n7LfQWc  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 A^fjfa);V  
    4_M>OD/"  
       I{0 k  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 {43yb_B(  
    )QKf7 [:  
    优化过的参数为： I XA>`D  
    `RQ#.   
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% omZO+=8Q  
    t/i5,le  
    结论： g{s'GyV8t  
    ][PzgzG  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 a.F Al@Br  
     EEy$w1ec  
    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。 Zwt;d5U  
    4NVV5_K a  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 JEn3`B!*  
    6Q|k7*,B  
    ye 6H*K  
    QQ：2987619807     Ru!He,k7  
     
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