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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    在线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 L1'#wH  
     VhWF(*  
    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。 yt+"\d  
     jI-\~  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 / p_mFA]@  
     phT|w H  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 `pHlGbrW  
    Y ~|C]O  
    相关案例：100.01,101.01 Hkcr+BQ  
     /ynvQ1#uA  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 u9.x31^  
     O[tOpf@s.  
    建模任务： )@X `B d  
     S-M| 6fv  
    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。 7(q EHZEr  
     rW~hFSrV[o  
    'g4t !__  
    优化目标： eX;Tufe*(Q  
    3M;[.b  
    —TE模偏振光的透过率最大化 DQ<{FN  
     _* xjG \!  
    —TM模偏振光的透过率最小化 Y55Yo5<j/+  
     *$t<H-U-  
    优化函数： aetK<9L$  
     cWd\Ki  
    —最小化TE的透过率 E!~Ok  
     XzX-Q'i=n0  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） DP(JsZ}  
    ^* xhbM;  
     HF3W,eaqK  
       [r,ZM  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 "kE$2Kg  
    IEx`W;V]K  
     bVB_KE  
    zfAkWSY  
    优化的自由变量为： rNdeD~\  
    5$v,%~$Xds  
    —缝宽：10—190mm jLANv{"  
     rRTAWAs%T  
    —光栅深度：20—200nm NA%(ZRSg(  
     ou r$Ka31  
    优化算法： h83;}>  
     '8au j  
    —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。 PRs[! EB6  
    —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。 v4?qI >/  
     q'07  
    光路流程图和偏振分析器： kIm)Um  
     6' 9ITA  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 F__(iXxC  
     Fq]ht*  
    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。 v<*ga7'S  
    ?0v(_ v  
    Parameter Run 的全局搜索： gUfLw  
     xq?9w$  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 IfGmA.O  
     h  0EpW5  
    Parameter Run 设置 E3pnu.;U:_  
     &\3k(j  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； >)/,5VSE  
     C^}2::Qu  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； "T*Sg  
     C q/936`O  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 `N+A8  
     U_/sY9gz(  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Hs%;uyI@$  
     ]h(}%fk_  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 6ty>0  
    优化函数依据迭代次数进行显示： q,#j *  
    >L\>Th{o  
    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。 8"d0Su4r  
     eYQq@lrWv  
    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。 ^E)Kse.>  
     s Zan.Kc#  
    参数构成： hAPWEh^  
     <<43 'N+  
    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%； \DP*?D_}?  
      
    SF$]{ X  
    局部参数优化： qIbp0`m  
    *Q?ZJS ~  
    使用局部参数优化的参数优化文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_03”中。 bCM&Fe0GM  
    kC =e>v  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 6g/ <FM  
    9uV'# sR  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 EhEUkZE3 )  
    R)>/P{ A-P  
    &kR+7  
    |N9::),<  
    参数定义：  8>Y  
    3Un{Q~6h  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 ;Z\1PwT  
    OYw~I.Rq  
    缝宽10—190nm权重1e20 #cG7h(!  
    % D]vKv~<  
    优化函数定义： 2$>"4 N  
    ]0`*gKA  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） %SKp<>;9  
    g7($lt>  
    ——偏振对比度大于50（全波段） AlW0GK=N-p  
    W6. )7Y,  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 K[tQ>C@s2  
    s}MD;V&0  
    <qG4[W,[  
    选择下山简法进行局部优化。 QEKRAPw  
    :]EAlaB4Q  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 k lLhi<*  
    !.(Kpcrg  
       e):jQite   
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 <eU1E }BDQ  
    .Dn.|A  
    优化过的参数为： :n'$Txf  
     yN9k-IPI  
    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% ;x 9_  
    hf6=`M}>i  
    结论： \#LkzN8  
    ~U] "dbQ  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。  1 &24:&  
    F`/-Q>Q  
    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。 $XBn:0U  
    grvm2`u  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 sVk+E'q  
    EV1x"}D A_  
    Y7W xV>E  
    QQ：2987619807     F32N e6Y6"  
     
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