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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 T7Yg^ -"  
     4'XCO+i#  
    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。 s4>xh=PoJ  
     ;T WYO  
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 62#8c~ dL  
     m\ /V0V\  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 LY!.u?D`P  
    5fK<DkB$>:  
    相关案例：100.01,101.01 :#UN^"(m}  
     @m"P_1`*  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 V,:~FufM^  
     V _pKe~  
    建模任务： .vXe}%  
     BO;LK-V  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 'w}/ o+x@  
     6}PoBhgSg-  
    JP 8v2) p  
    优化目标： [R Hji47  
    2graLJ?9Z  
    —TE模偏振光的透过率最大化 K|-RAjE  
     <(caY37o6)  
    —TM模偏振光的透过率最小化 ow,=M%x"0  
     8 9f{8B]z  
    优化函数： x<{)xP+|  
      [T#9#3  
    —最小化TE的透过率 _95`w9  
     S|ADu]H(  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） :@+@vM;gh  
    Q?W}]RW  
     )UG<KcdI  
       ,?s: s&4  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 u< .N\/  
    % ck/ Z  
     l&v&a!EU  
    l%$co07cX  
    优化的自由变量为： :KJZo,\  
    FcZ)_m6m  
    —缝宽：10—190mm )NS& 1$  
     )wz3 m L  
    —光栅深度：20—200nm yS(tF`H[  
     yn-TN_/Y,  
    优化算法： JD$;6Jv3P  
     _M7NL^B&  
    —使用Parameter run 进行一个全波长的全局搜索使得TE透过率的最大值最小同时使得偏振对比度的最大值最低。全局搜索不是强制的，但是它帮助确定在几个最大值和最小值之间确定优化参数的起始点。 VcR(9~  
    —参数优化使用下山简法（局部优化）和模拟退火法（全局优化）。参数优化使得找到在偏振对比度和TE透过率之间的一种平衡。 w97B)Kn6  
     Po82nKAh  
    光路流程图和偏振分析器： n+uDg  
     p=8?hI/bim  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 o9uir"=  
     j#E&u*IR  
    对于给定的波长范围，偏振分析器被用来计算相关偏振方向的最大和最小值。并可以计算 和 的反射或透射的最大和最小值。像偏振对比度这样高级的优化函数也可以被计算出来。 n:[GK_  
    0CRk&_ht  
    Parameter Run 的全局搜索： 4PAuEM/z  
     uPtS.j=  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 6)~J5Fb  
     9q !./)  
    Parameter Run 设置 4E DwZR>./  
     . 'rC'FT  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Gfn?1Kt{  
     4I^8f||b_  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； L5yv}:.U  
     Ro|%pT  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 kI>PaZ`i)  
      MUd 9R  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 )S6"I  
     z wJ Vi9sO  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 ",qJG]_ <  
    优化函数依据迭代次数进行显示： _l;$<]re\k  
    _lj&}>l  
    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@HWm;aN  
      @Iy&Qo  
    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。 csay\Q{  
     11 >K\"K}  
    参数构成： h\i>4^]X.  
     N/&t) 7  
    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%； x#_0 6  
      
    R3=]Av46  
    局部参数优化： VDP \E<3"  
    Iib39?D 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。 'u{DFMB-A  
    , HE +|y#  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； kX^Y{73  
    E|fQbkfw  
    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。 9xm'0 '  
    &.}Z j*BD  
    @(m XiK  
    wNgS0{}&`  
    参数定义： c={bunnz#  
    ^|1)6P}6  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 .;xt{kK  
    uY6|LTK&x  
    缝宽10—190nm权重1e20 H(TY.  
    $m-rn'Q  
    优化函数定义： `Mp-4)mn  
    hqKftk)+  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） +Ks! 9d*k<  
    ]FLi^}ct  
    ——偏振对比度大于50（全波段） 8Ekk"h 6  
    EecV%E  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 fudIUG.  
    KLn.vA.  
    oJEUNgY&  
    选择下山简法进行局部优化。 BL^8gtdn  
    Cg! ]x o  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 /{9"O y7E  
    i!JVGs  
       S EeDq/h  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 5/),HGxi  
    # ,KjJ  
    优化过的参数为： >$yqx1=jW  
    n(MVm-H  
    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% XPt<k&o1,  
    DJmT]Q]o)  
    结论： `bdCom  
    Tl9;KE|  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 J~jR`2+r  
    UpU2H4  
    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。 ]8qFxJ+2^  
    > v~?Vd(  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 }RvP*i  
    C& QT-|  
    8JU9Qb]L'I  
    QQ：2987619807     dSkW[r9Z%l  
     
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