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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 &=s|  
     `nd#< w>  
    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。 % +kT  
     Pe+ 8~0o=R  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 CX&yjT6`  
     nLFx/5sL  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 2FZ 0c/[&  
    z:ru68  
    相关案例：100.01,101.01 j61BP8E  
     ps!5HZ2:  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 %!ER@&1f&  
     5{R#h :  
    建模任务： b*'=W"%\  
     _V_8p)%  
    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。 5UrXVdP  
     H0D>A<Ue  
    X]JpS  
    优化目标： p:[`%<j0  
    ADLa.{  
    —TE模偏振光的透过率最大化 ;+r)j"W  
     )AnlFO+V  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Ac5o K  
     =M/ UHOY  
    优化函数： !OuTXa,I H  
     }Ke}rM<  
    —最小化TE的透过率 A]tf>H#1  
     ~`G;=ITo  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） YmO"EWb  
    G)tq/`zNw  
     L5zG0mC8  
       DSDl[;3O{s  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 %|D\j-~  
    c5B_WqjJ  
     T}w*K[z $  
    @Q$ /eL  
    优化的自由变量为： 9?g]qy,1)  
    "x:)$@  
    —缝宽：10—190mm Z5*(W;;  
     7?Qt2tr  
    —光栅深度：20—200nm U>L=.\\|  
     48~m=mI  
    优化算法： L6rs9su=7  
     k[r./xEv+t  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 O)U$Ef  
    —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。 ~P]HG;$?n  
     shDt&_n  
    光路流程图和偏振分析器： I7G\X#,iz  
     ohc/.5Kl  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 wCq)w=,  
     TN |{P  
    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。 !0. 5  
    ?(,5eg  
    Parameter Run 的全局搜索： $@u^Jt, ?  
     5&rCNi*\  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 VH7iH|eW  
     cT>z  
    Parameter Run 设置 /K1$_   
     ?) ,xZ1"  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； F"m}mf  
     F;MT4*4  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ];b!*Z  
     t0asW5f  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 <SC|A|  
     !aW*dD61  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 vY0V{u?J  
     o. V0iS]  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 )Py+jc.  
    优化函数依据迭代次数进行显示： E9Xk8w'+  
    Y%CL@G60  
    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。 B 1d%#  
     jzJ1+/9  
    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。 J%Z)#  
     SbPjU5 0  
    参数构成： YAC zznN  
     zy/tQGTr@  
    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%； uDE91.pUkr  
      
    [^(R1K  
    局部参数优化： vn%U;}  
    XM@-Y&c$A  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 F&L?J_=  
    bJ,=yB+0  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； m"|(w`n]E+  
    S9"y@F <  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 ?;KJ (@Va  
    SVs~,  
    =iK6/ y`  
    VrGb;L'[  
    参数定义： FUqhSW  
    kG;\i  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 J|2Hqd  
    A6x_!  
    缝宽10—190nm权重1e20 ux 79"5qb  
     0[!gk]p  
    优化函数定义： g 2 { ?EP  
    HH~  du  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） N13;hB<  
    hzPB~obC  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 8.Own=G?  
    4\'81"e i  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 E5[]eg~w%{  
    RAuAIiQ  
    uuK]<h*  
    选择下山简法进行局部优化。 io?{ew  
    *sIG&  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 Oi%~8J>  
    Y %D*O  
       v^18o$=K",  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 v/ 00L R  
    !e\R;bYM  
    优化过的参数为： vb ^!(  
    /2\= sTd  
    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% KjfKo;T  
    w4MMo  
    结论： 0)Xue9AS  
    OTHd1PSOu  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 >5vl{{,$K  
    Pc; 14M  
    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。 ;7`um  
    sd@gEp)L  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。  q>.t~  
    rB&j"p}Q  
     H[!Q  
    QQ：2987619807     K84cE  
     
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