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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 pi*?fUg!W  
     F JxH{N6a  
    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。 uhmSp+%  
     ''EFh&F  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 =p!Hl#  
     ]'i}}/}u2  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 ss7Z-A4z  
    1NlpOVq:)  
    相关案例：100.01,101.01 UD]RWN  
     )Oj%3  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 y=y#*yn&  
     G`jJKiC  
    建模任务： lS`VJA6l.  
     nfr..4,:  
    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。 YQfQ[{kp  
     Fmrl*tr  
    Mg^3Y'{o  
    优化目标： -v WX L  
    +u7nx  
    —TE模偏振光的透过率最大化 8bEii1EM  
     AUkePp78  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ~c GH+M@  
     *3Ci4\Ew  
    优化函数： .sPa${  
     Je~Ybh  
    —最小化TE的透过率 +Xr87x;  
     0(!=N 1l  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） u#34mg..  
    mt3j$r{_  
     |S VL%agZ  
       :j#Fq d[DF  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 }W R?n  
    h)C `w'L  
     %MUwd@,  
    Jro%zZle  
    优化的自由变量为： M6b6lhg  
    m&r?z%  
    —缝宽：10—190mm 6Yx/m  
     ?`D/#P  
    —光栅深度：20—200nm {d,~=s0T  
     ]^CNC0  
    优化算法： w!^{Q'/,Q  
     Uu3<S  
    —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。 q ]o ^Y  
    —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。 -}*YfwK  
     KF`@o@,  
    光路流程图和偏振分析器： BIjQ8 t  
     sv?Lk4_  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 o]*#|4-  
     < ekLL{/O'  
    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。 |d8x55dk  
    ;7 Y4 v`m  
    Parameter Run 的全局搜索： R k).D 6  
     UDz#?ZWnd  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 J'>i3e Lq  
     d$`NApr  
    Parameter Run 设置 t<2B3&o1  
     `[Xff24(eb  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； (>\w8]  
     VBK9te,A  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； ${F] N }  
     >A;9Ee"&  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 S>pbplE  
     !* C9NX  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Xm2p<Xu8h  
     _7"G&nZ0  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 sC.aT(meJ  
    优化函数依据迭代次数进行显示： +8 AGs,  
    4U;6 2 jq  
    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。 \{ui{8+G  
     gjVKk  
    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。 8E| Nf  
     jQiK of>  
    参数构成： JW4~Qwx  
     g0D(:_QXp:  
    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%； ' 4nR^,  
      
    "NamP\hj  
    局部参数优化： ]%PQ3MT.  
    P+~{q.|._c  
    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。 }t[?g)"M#-  
    _JjR= m  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； SGREpOlJ+  
    p=65L  
    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。 ,NQucp  
    ?p8(Uc#73  
    M 8BN'% S  
    5@6%/='I q  
    参数定义： !V6O~#  
    ]HK|xO(  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 RTW4r9~'  
    .'y]Ea  
    缝宽10—190nm权重1e20 KU> $=Rd  
    A@X&d y  
    优化函数定义： m|)Mc VV  
    S WYIQ7*  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） j~eYq  
     4_E{  
    ——偏振对比度大于50（全波段） w7?&eF(w(  
    R)3P"sGuN  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 <= xmJx-V  
    u2SnL$A7  
    =W6AUN/%p  
    选择下山简法进行局部优化。 8()L}@y  
    *.UM[Wo  
    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。 4{h?!Z*  
    Jbud_.h9  
       ?X1vU0 c  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 @"9^U_Qf1z  
    9nFPGIz+  
    优化过的参数为： xbFoXYqgP  
    ][|)qQ%V  
    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% C w<bu|?  
    o!`.LL%  
    结论： ckXJ9>  
    >g!a\=-[  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 MOuI;EF  
    L {6y]t7^  
    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。 _yq"F#,*  
    ?- 5{XrNm  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 sD,[,6(  
    Ng?n}$g*  
    E-NuCP%|c  
    QQ：2987619807     ;O*y$|+PA  
     
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