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    [分享]光栅起偏器的参数优化 [复制链接]

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    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 Q`fA)6U  
     N= q29JU  
    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。 i3!$M/_]  
     K>~cY%3^i  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 &K*_/Q '\  
     !ef)Ra-W  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 cB'4{R@e  
    .aRxqFi_  
    相关案例：100.01,101.01 Y2$`o4*3  
     PH=8'GN  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 U.9nHo{  
     9W r(w  
    建模任务： nff]Y$FB  
     GM92yi!8  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 +f~3FXM  
     v~=ol8J B  
    n8ya$bc  
    优化目标： yc}t(*A5  
    Q%h o[KU  
    —TE模偏振光的透过率最大化 h^X.e[  
     jpS#'h  
    —TM模偏振光的透过率最小化 N8Q{4c  
     7im;b15j`'  
    优化函数： QVhBHAw  
     mTbPz Z4  
    —最小化TE的透过率 R-|]GqS}L  
     HC}C_Q5c91  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） `215Llzk;  
    2UJ0%k  
     Za?&\  
       aB_z4dqwU  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 f%l#g]]  
    jC7XdYp  
     XV!EjD~q  
    M_uij$1-  
    优化的自由变量为： :S2MS{>Mo  
    /! 3:K<6@  
    —缝宽：10—190mm c9={~  
     )&-+:u0  
    —光栅深度：20—200nm 06O  
     (9%%^s]uPT  
    优化算法： zYJxoC{  
     o%7yhCY  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 4h(Hy&1C  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 351'l7F\  
     |U0@(H  
    光路流程图和偏振分析器： #$QY[rf=6  
     .;s4T?j@w  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 S?<Qa;  
     MQu6Tm H  
    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。 6Z=H>w  
    ybkN^OEJ  
    Parameter Run 的全局搜索： tam/FzVw  
     BW[K/l~"$:  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 ~:Nyv+g,$  
     aT[7L9Cw  
    Parameter Run 设置 !ZdUW]  
     d_hcv|%  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； 4[wP$  
     Q0q$ZK6C  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； WDR!e2G  
     -Ox HQ  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 tDVdl^#  
     WdnP[x9  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 5#PhaVc  
     ,j<"~"] =  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 I'hQbLlG  
    优化函数依据迭代次数进行显示： f|)t[,c  
    a4YyELXe  
    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。 /0(KKZ)  
     Y@eUvz  
    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^TF.D?RS  
     [OSUARm v  
    参数构成： !NtY4O/  
     1F/&Y}X  
    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%； ,5 ,4Qf7  
      
    =\.|'  
    局部参数优化： m`cG&Ar5  
    2)YLs5>W%  
    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。 ai RNd~\  
    Pe.D[]S  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； 0Og =H79<  
    ^=j$~*(LmX  
    参数和优化函数被严格定义，以便在TE透过率，偏振对比度和TE透过率均匀误差之间找到平衡。 *yx:nwmo  
    QNY{ p k  
    o-_ a0j  
    P<~ y$B  
    参数定义： HYS7=[hv6  
    $9/r*@bu8d  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 q6dq@   
    VTU-'q  
    缝宽10—190nm权重1e20 Wu(GC]lTG  
    tti.-  
    优化函数定义： @B6[RZR  
    ;N|6C+y  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） l3,|r QD  
    !*;)]j  
    ——偏振对比度大于50（全波段） ak zb<aT  
    vjb{h'v  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。  <_~`)t  
    Nbda P{{  
    o <y7Ut  
    选择下山简法进行局部优化。 lq~n*uwO}t  
    SL*(ZEn"  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 })Jp5vv  
    +?8nY.~,'  
       Nf1l{N  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 -9mh|&z`  
    Y`wi=(  
    优化过的参数为： e=U7w7(s9  
    <Ip}uy[Y  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% YL]x>7T~4t  
    c!c!;(  
    结论： uv$y"1'g  
    dFlx6H+R!0  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 P7 n~Ui~U  
    H:`r!5&Qb5  
    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。 PF~&!~S>W  
    hikun 2  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 ;]gph)2cd  
    XX =A1#H  
    I?=Q *og  
    QQ：2987619807     F n\)*; ^  
     
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