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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 TM|PwY  
     .Hk.'>YR  
    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。 #$]8WSl  
     /,~g"y.;,  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 yE~D0%Umq  
     dK;ebg9|  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 3d,:,f|h  
    fWb+08}C  
    相关案例：100.01,101.01 @ 2On`~C`  
     bkz/V/Y  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 LXZI|K[}k  
     K=r~+4F  
    建模任务： qJ .XI   
     qz.l  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 l%p,m [  
     Q#*R({)GH  
    3w"_Onwk  
    优化目标： i|xz  
    bnPhhsR  
    —TE模偏振光的透过率最大化 F)Z9Qlo  
     oKH+Q6S:  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Z$B%V t  
     PIdGis5G  
    优化函数： !R gj'{  
      Pa?{}A  
    —最小化TE的透过率 OJhMM-  
     9p1@Lfbj  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） '&2-{Y [!  
    `m #i|8  
     (;H% r &  
       TKiYEh  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 $*LBZcL  
    &0H_W xKeB  
     H/.UDz  
    _/u(:  
    优化的自由变量为： jc\y{I\  
    `U|zNizO  
    —缝宽：10—190mm EEo I|  
     Se37-  
    —光栅深度：20—200nm j(}pUV B  
     ==oJhB  
    优化算法： =-&h@mB;G  
     >YsM'.EFD  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 Pc7p2  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 u:6R|%1fNn  
     e,Y<$kPV  
    光路流程图和偏振分析器： nLC5FA7<  
     JIHIKH-#  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 B|8|f(tsSa  
     [LUqF?K&  
    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。 G \Nnw==v  
    )4.-6F7U?  
    Parameter Run 的全局搜索： qJ<l$Ig  
     n)z:C{  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ZLdIEBi=  
     YU!s;h  
    Parameter Run 设置 E@#<p-@~  
     wh2E$b(-  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 0\s&;@xKk  
     Q1x15pVku/  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； F2ISg'  
     m(^N8k1K;  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 2;J\Z=7  
     >oaL-01i  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 TCIbPs E  
     ;*ULrX4[  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 K5t.OAA:  
    优化函数依据迭代次数进行显示： MZB}O" r  
    ao[yHcAs  
    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。  qmenj  
     rkR~%U6V  
    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。 k g Rys  
     2JcP4!RD  
    参数构成： JAI.NKB3  
     %tZrP$DQ  
    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%； 12_ 7UWZ"  
      
    ]*Q,~uV^|  
    局部参数优化： l4(FM}0X5}  
    & 9 c^9<F  
    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。 n}fV$qu  
    i}i >ho-8  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； jUgx ;=  
    I0=L_&`)  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 c&{= aIe w  
    gW9`k,U  
    5zkj ;?s  
    xU}J6 Tv  
    参数定义： (/!@ -]1  
    qDz[=6BF  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 Dl AwB1Ak  
    o^//|]H3Y  
    缝宽10—190nm权重1e20 j]]5&u/l  
    o)x&|0_  
    优化函数定义： Zk>m!F>,p  
    @$ lX%p>  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） O=lRI)6w@e  
    XW@C_@*J  
    ——偏振对比度大于50（全波段） /=A@O !l  
    7~'%ThUb$-  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 gs0`nysM#  
    R rYNtc  
    s0/m qZ]s  
    选择下山简法进行局部优化。 jp@X,HES  
    ^N 4Y*NtV7  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 _#+l?\u  
    |W@Ko%om  
       6d2e WS  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 F:[[@~z  
    a? PH`5O  
    优化过的参数为： 0Zo><=  
    'zT7$ .L  
    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% N'$P( bx  
    nn$^iw`  
    结论： [KbLEMrPba  
    E}a.qM'  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 yf`_?gJ6d  
    )  LTV+?  
    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。 FeQo,a  
    PYY<  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 m qUDve(  
    Fm6]mz%~u#  
    0Js5 ' 9}H  
    QQ：2987619807     gTB|IcOs  
     
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