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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 gA`x-`  
     Tno[LP,  
    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。 4O~E4" ]  
     9t`   
    关键词：参数优化，光栅，起偏器，亚波长 aDXdr\ C6  
     '1o1=iJN@$  
    所需工具箱：高级光栅工具箱 =Tdh]0  
    }1N $4@  
    相关案例：100.01,101.01 Ws_R S%  
     $8k QM  
    相关教程和技术说明：Tutorial 101.01, TN.021 +s(JutC  
     P[|FK(l  
    建模任务： 7hQf T76h  
     Lbo8> L(  
    平面波入射周期为200nm的镀铬线性矩形光栅，基底为融石英，产生TE模的起偏。 ]yzqBbV  
     .Fdqn?c|+  
    Qf?5"=:#  
    优化目标： W6=j^nv  
    WGxe3(d  
    —TE模偏振光的透过率最大化 hX?rIx  
     ML6V,-KU  
    —TM模偏振光的透过率最小化 BC/oh+FW3  
     u!iBAr5  
    优化函数： 8A|{jH74  
     \M@9#bd  
    —最小化TE的透过率 *Ey5F/N}$H  
     !>%U8A  
    —最小化偏振度（要求＞50:1） st8=1}:&\  
    q(N2 #di  
     cy0 %tsB|  
       Sk*-B@!S  
    —使用力优先级使TE透过率的均匀误差最小化 QH_0U`3  
    IV"OzQONx  
     v^Vr^!3  
    j_r?4k  
    优化的自由变量为： a{?`yO/ 2  
    TB=KT j  
    —缝宽：10—190mm P|rsq|',  
     AixQR[Ul*c  
    —光栅深度：20—200nm qNhV zx  
     +3@d]JfMh  
    优化算法： QQQ3U  
     >g):xi3qK  
    —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。 XDtr{r6z  
    —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。 ?A!Lh,  
     NT qtr="  
    光路流程图和偏振分析器： ^qs{Cf$  
     Bl)znJ^  
    偏振光栅的光路流程图存储在文件“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_01”中。 rZ.,\ X_  
     fx W,S  
    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。 h)O<bI8  
    6usy0g D  
    Parameter Run 的全局搜索： AnB]f~Yjl  
     /EJwO3MW  
    Parameter Run文件存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_02”中。 NPN*k].  
     @,b:s+]rp  
    Parameter Run 设置 =y5~7&9'  
     e ]@Ex  
    缝宽：10—19nm 步长10nm； Fv[. %tW  
     a$Lry?pb  
    规划深度：20——200nm 步长10nm； l7rGz2:?  
     amPC C  
    使用扫描模块进行所有参数的整合研究。 .JR"|;M}  
     ~:65e 8K  
    在自由参数模块中选择深度和缝宽。 Ch`nDIne  
     b!>w4MPe  
    使用扫描模块进行参数联合调查。 LU#DkuIG  
    优化函数依据迭代次数进行显示： ZI<p%IQ   
    8J&K_ JC^  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 9.bMA<X  
     }]-SAM  
    TE透过率和偏振对比度对于不同参数设置已经达到了最大化。 "IOu$?  
     %-zAV*>  
    参数构成： owYSR?aG  
     9fWr{fx  
    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%； B{ i5UhxD  
      
    5kwDmJy  
    局部参数优化： A+JM* eB  
    won(HK\1p  
    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。 rcc.FS  
    =~Ac=j!q  
    起始值为：缝宽：50nm，规划深度200nm； ^1&xt(G  
    ;l]OmcL  
    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。 bL=32YS  
    {H$F!}a  
    C*e) UPK`  
    kNX(@f  
    参数定义： R~-r8dWcw  
    7\'ow|)}v  
    规划深度为20-200nm，权重1e20 x6,kG  
    X@,xwsM%tb  
    缝宽10—190nm权重1e20 ]jWe']T  
    jV_Eyi3  
    优化函数定义： b";w\H  
    +C~,q{u  
    ——TE效率最小值被最大化（全波段） }2sc|K^  
    l}>gG[q!  
    ——偏振对比度大于50（全波段） x\ : x`k@  
    i!/V wGg  
    ——均匀误差最小化，但对于通用优化函数只具有较低影响。 LK8K=AA3P  
    >x%Z^ U  
    URW#nm?  
    选择下山简法进行局部优化。 w%,Iy, G@  
    k~ZwHx(%S  
    左图显示了最小化TE透过率，右图显示了最小化偏振对比度。 buGYHZu  
    Qtmsk:qm  
       \ H#zRSbZ  
    优化好的光路流程图存储在“Scenario_315.01_Optimization_of_Grating_Polarizer_04”中。 >@b7 0X!J]  
    8-cB0F=j_  
    优化过的参数为： q9- =>  
    P |c6V  
    缝宽：46nm；规划深度200nm；最小化偏振对比度50；TE透过率的均匀误差7% axOdGv5  
    *Z7W'-  
    结论： H<dOh5MFh  
    cdL$T6y  
    偏振分析器允许评估偏振光栅的波长和角独立性。 ;0V{^  
    + M2|-C  
    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。 XUU l*5^  
    I71kFtvcy*  
    最后使用下山简法进行偏振光栅的局部参数优化。 Rv=(D^F,  
    Aa* UV6(v  
    GXC:~$N  
    QQ：2987619807     qyMR0ai-  
     
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